整體結(jié)構(gòu)性信息在圖形圖像處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域，無論圖形還是圖像，其整體結(jié)構(gòu)性信息作為其特征的一個(gè)重要方面，對(duì)問題的研究和處理都有極其重要的價(jià)值和意義.根據(jù)實(shí)際問題，我們研究了對(duì)象整體結(jié)構(gòu)性信息在圖形圖像處理若干問題中的應(yīng)用，對(duì)泊松圖像編輯，彩色圖像灰度化，幾何模型顯著度檢測(cè)，模型四邊形化這四個(gè)問題進(jìn)行了研究.這些問題都由于融入了對(duì)整體結(jié)構(gòu)性信息的考慮，得到了更好的結(jié)果.本文取得了以下豐富的創(chuàng)新性成果：
　　 1.傳統(tǒng)的圖像合成方法用來生成具有可信邊界的圖

2、像.當(dāng)這些方法用于具有不同紋理特征的圖像時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不真實(shí)的結(jié)果.我們提出了一個(gè)新的圖像合成框架.使用圖像分解技術(shù)，把圖像分解為結(jié)構(gòu)層和細(xì)節(jié)層.結(jié)構(gòu)層解決邊界處顏色的無縫融合.細(xì)節(jié)層實(shí)現(xiàn)邊界處紋理細(xì)節(jié)的光滑過渡.首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)層的融合，然后合成新的細(xì)節(jié)層，最后把新細(xì)節(jié)層添加到融合的結(jié)構(gòu)層，得最終結(jié)果.計(jì)算一張權(quán)重圖來指導(dǎo)新細(xì)節(jié)層的生成，權(quán)重圖度量紋理特征的強(qiáng)弱和像素到邊界的距離.在大量不同紋理特征的圖像上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：算法可以有效保

3、證顏色的無縫融合，同時(shí)保持紋理的光滑過渡.相對(duì)于傳統(tǒng)圖像合成方法，可以生成更真實(shí)的合成圖像。
　　 2.現(xiàn)在的圖像灰度化算法通過保持像素點(diǎn)之間的差異來計(jì)算灰度化結(jié)果.然而由格式塔原則可知，當(dāng)看一張圖片的時(shí)候，人們的視覺系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)感知相似的元素進(jìn)行分組處理.由此，我們提出一種新穎的雙尺度方法用于彩色圖像灰度化.首先，我們對(duì)原始圖像進(jìn)行軟分割，每一個(gè)分割塊包含相似的感知內(nèi)容.然后，我們通過求解一個(gè)二次優(yōu)化問題，得到一個(gè)全局映射來決

4、定每個(gè)分割塊的灰度色調(diào).再求解每個(gè)分割塊內(nèi)部新的局部細(xì)節(jié)，將其與求解的灰度色調(diào)結(jié)合得最終結(jié)果.算法提供用戶對(duì)灰度化結(jié)果整體色調(diào)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié).同時(shí)，我們算法提供給用戶一個(gè)簡(jiǎn)單，直觀的交互工具用于創(chuàng)建藝術(shù)感的黑白圖像。
　　 3.由心理物理學(xué)研究啟發(fā)，我們通過考慮整體稀少性和局部突出性來計(jì)算3D網(wǎng)格模型的顯著度.首先，對(duì)每一個(gè)頂點(diǎn)，定義其多尺度形狀描述子來刻畫它的局部幾何特征，該描述子具有旋轉(zhuǎn)不變性.然后，根據(jù)定義的形狀描述子，提出了

5、基于分割塊的局部對(duì)比度最，計(jì)算頂點(diǎn)的局部顯著度.整體稀少性通過每個(gè)頂點(diǎn)與模型所有頂點(diǎn)特征的差異獲得.為有效計(jì)算，我們首先在頂點(diǎn)聚類上度量整體稀少性，然后再插值計(jì)算出每個(gè)頂點(diǎn)的整體顯著度.通過局部顯著度和整體顯著度的線性組合獲得最終顯著度檢測(cè)結(jié)果.我們的算法在很多模型上做了測(cè)試.一些幾何處理應(yīng)用驗(yàn)證了算法的有效性。
　　 4.提出了一個(gè)針對(duì)關(guān)節(jié)模型的重新四邊形網(wǎng)格化算法.我們的算法關(guān)注于模型的整體結(jié)構(gòu)，生成邊流向(edge flo