基于樣圖的二維紋理合成方法研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)和人工智能等研究領(lǐng)域的一項(xiàng)綜合技術(shù)，近年來(lái)一直是計(jì)算機(jī)科學(xué)研究、開發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域在近些年取得了很大進(jìn)展，一個(gè)重要原因是基于圖像的繪制技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，利用圖像可以獲得幾何模型無(wú)法體現(xiàn)的細(xì)節(jié)，彌補(bǔ)幾何繪制的不足。紋理合成在基于圖像的真實(shí)感繪制中占據(jù)著重要的地位，成為當(dāng)今虛擬現(xiàn)實(shí)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 紋理合成可以分為過(guò)程紋理合成和

2、基于統(tǒng)計(jì)采樣的紋理合成。基于統(tǒng)計(jì)采樣的紋理合成算法大多基于MRF(馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)，MarkovRandomField)模型，按照合成時(shí)空的不同可以分為二維圖像紋理、曲面紋理和視頻紋理的合成。 過(guò)程紋理合成通過(guò)對(duì)物體自然生成過(guò)程的仿真直接在曲面上生成紋理，如木紋，大理石紋等，可以獲得非常逼真的紋理。但是過(guò)程紋理合成對(duì)每一種紋理都需要調(diào)整參數(shù)、反復(fù)測(cè)試，有的甚至無(wú)法得到有效的參數(shù)。 基于MRF模型合成紋理是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)

3、的一種新的紋理合成方法。MRF模型認(rèn)為紋理具有局部統(tǒng)計(jì)特征，即紋理中的任一部分都可以由其周圍鄰域完全決定。這類合成算法基于給定的一個(gè)紋理樣本圖像，可以合成任意大小的，在視覺(jué)上與樣本紋理十分相似的新紋理，并可以根據(jù)物體表面的幾何形狀，通過(guò)拼接生成整個(gè)曲面的紋理，在視覺(jué)上具有一致連續(xù)性和完整性。這類方法代表了紋理合成方法的發(fā)展趨勢(shì)。 本文對(duì)基于MRF模型的二維圖像紋理合成方法進(jìn)行了研究，提出了如下新的觀點(diǎn)、算法及新的應(yīng)用：1.目前很

4、多紋理合成算法都是在合成前人為選擇或通過(guò)一定算法來(lái)選擇鄰域尺寸，在合成過(guò)程中就使用這個(gè)固定大小的鄰域來(lái)合成紋理，但是固定大小的鄰域通常會(huì)造成紋理特征混亂。由此本文提出可變大小鄰域的紋理合成算法，該算法在合成過(guò)程中動(dòng)態(tài)改變鄰域大小來(lái)避免這個(gè)問(wèn)題。針對(duì)每一個(gè)輸出像素，它的鄰域尺寸與這個(gè)鄰域結(jié)構(gòu)所有像素都相關(guān)，是動(dòng)態(tài)改變的。 2.本文實(shí)現(xiàn)并拓展了一種算法，紋理局部可變算法?，F(xiàn)在，有很多新的紋理合成算法不斷產(chǎn)生，它們都是輸出像素從隨機(jī)噪

5、聲強(qiáng)迫變換成與樣圖類似的這一過(guò)程。合成的結(jié)果紋理圖與小樣圖視覺(jué)上是一致的。但這些紋理合成算法在合成真實(shí)世界紋理時(shí)存在一個(gè)通?。旱蛻?yīng)用性。這些合成算法在應(yīng)用方面存在一定的障礙，因?yàn)閷?shí)際的紋理有很多局部變化性。這些合成算法在合成過(guò)程中不能完全捕獲真實(shí)紋理的整體信息(因?yàn)榧y理合成使用局部小樣圖)本文擴(kuò)展原文算法，使用基于使用可變大小的鄰域進(jìn)行紋理合成。 3.討論了一種切合紋理本質(zhì)屬性的基于紋理特征識(shí)別的紋理合成方法。紋理基元是具有近似