基于样图的纹理快速合成多种处理方法及应用

摘要

本文以图象处理技术为基础，着眼于研究基于样图的二维纹理合成，从多角度出发提出了研究基于样图纹理快速合成的多种处理方法。算法为更好地满足工程实际应用的要求，提高产品外观纹理设计、加工的数字化程度，进一步拓宽图形学的研究范围与应用对象提供了重要的理论意义和实际应用价值。而且在图像绘制、图像修补和编辑、计算机动画、计算机视觉等方面也具有广泛的应用前景。
　　 本文首先对纹理合成技术的发展历程进行简要的回顾，简要介绍了纹理的基本概念和特点、纹理合成技术的种类及其优缺点，并结合当前纹理合成技术的发展趋势，重点提出了本论文研究的三个主要内容：如何根据纹理的内在结构特征快速、简便、合理地进行纹理合成；如何简化非关键信息点的计算量来加快纹理的合成速度；如何处理复合纹理图像的合成和设计。
　　 然后本文用三大章节分别对这三个问题进行全面、详细的论述：
　　 第二章中分析并研究了传统纹理合成方法所采用的局部纹理相似性度量方法的优劣性，提出了纹理合成的自相关性判别模型，研究了如何将纹理自身的内在性质充分地反映到纹理相似性的判别过程中来改进纹理的合成效果及合成速度，解决了纹理合成方法中邻域的相似性判别问题。
　　 第三章中提出了基于网格判别的块拼接纹理合成方法，研究了如何从纹理的内在机理入手提取纹理样本的关键信息点，使匹配过程中只根据关键信息点来计算颜色误差，在保证纹理合成视觉效果的情况下尽可能地加快纹理的合成速度，解决了纹理合成过程中纹理关键信息的判别问题。
　　 第四章中指出了基于拆分的复合纹理图像合成方法及应用，研究了如何使关键性纹元具有合理的合成效果，使纹理的全局性调控与局部性调控相对统一，从而解决了这类图像纹理合成过程中纹元合成的合理性问题。而且，用户还可以根据自己的需求，进行设计以获得新的复合纹理样图。
　　 第五章总汇了上述前三种纹理合成方法的应用实例。
　　 第六章对全文作了概括总结并指出今后的几点研究方向。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1 引言

2 基于样图纹理合成的方法概述

2.1 纹理合成的基本概念

2.2 纹理合成的典型算法

2.3 纹理合成方法的优缺点分析

3 基于样图纹理合成存在的问题

3.1 匹配邻域的相似性问题

3.2 纹理关键信息判别问题

3.3 纹元的合理性合成问题

4 本文研究的内容及其方法思路

5 本章小结

第二章 基于自相关性判别的纹理快速合成方法

1 引言

2 L邻域自相关性判别模型

2.1 自相关性距离的确定方法

2.2 层次自相关性距离的建立

3 像素匹配方法及过程控制

3.1 L邻域的调控方法

3.2 搜索路径的选取方式

3.3 匹配方法的选择规则

4 本章小结

第三章 基于网格判别的纹理快速合成方法

1 引言

2 基于块拼接的纹理合成方法

2.1 块拼贴方法的概念

2.2 块拼贴方法的分析

3 网格块匹配的纹理合成算法

3.1 网格块的匹配原理及过程

3.2 网格的类型及适用性分析

3.3 网格的自适应生成及调控

4 本章小结

第四章 基于拆分的复合纹理图像合成方法

1 引言

2 复合纹理图像样图的分析

2.1 复合纹理图像的特征及定义

2.2 以往纹理合成方法的局限性

2.3 复合纹理图像样图的分割

3 复合纹理图像的合成与过程调控

3.1 复合纹理图像合成的基本算法

3.2 复合纹理图像合成的过程调控

4 本章小结

第五章 应用实例

1 纹理合成应用实例

1.1 运用自相关性判别的纹理快速合成方法

1.2 运用网格判别的纹理快速合成方法

1.3 基于复合纹理图像拆分的纹理合成方法

2 图像及纹理修补应用实例

3 复合纹理图像设计应用实例

4 本章小结

第六章 结论和未来工作

1 全文总结

2 今后工作展望

参考文献

致谢

附录

攻读学位期间的研究成果