基于分形維數(shù)向量的紋理標(biāo)準(zhǔn)性研究及應(yīng)用.pdf

1、紋理是圖像處理，圖像真實(shí)感造型領(lǐng)域的很重要的概念。其在應(yīng)用方面的研究已經(jīng)非常廣泛且深入，然而至今為止紋理在理論上的研究還是非常有限，現(xiàn)有的幾個(gè)模型都是針對(duì)應(yīng)用的。紋理合成是作為紋理映射的輔助技術(shù)提出和產(chǎn)生的，但隨著當(dāng)今社會(huì)計(jì)算機(jī)科學(xué)特別是計(jì)算機(jī)圖像圖形學(xué)的迅猛發(fā)展，它已經(jīng)發(fā)展成一項(xiàng)獨(dú)立的重要的技術(shù)，除了原本的作用外又?jǐn)U展出了許多重要的應(yīng)用如3D場(chǎng)景構(gòu)建、紋理壓縮、圖像恢復(fù)、圖像塊拼貼、紋理圖像超分辨放大等?；跇訄D的二維紋理合成技術(shù)是當(dāng)

2、前紋理合成技術(shù)的主要研究方向，在一些領(lǐng)域已經(jīng)有了比較成熟和優(yōu)秀的算法出現(xiàn)。為了更好的來研究紋理圖像具有的性質(zhì)，古元亭把紋理看成一種圖像的性質(zhì)，并對(duì)圖像的這種性質(zhì)進(jìn)行定義，稱之為紋理的標(biāo)準(zhǔn)性，并用圖像的灰度向量來衡量紋理的標(biāo)準(zhǔn)性強(qiáng)度，取得了較好的效果。但是灰度向量只具有統(tǒng)計(jì)特征，不能體現(xiàn)象素點(diǎn)之間位置關(guān)系變化對(duì)圖像產(chǎn)生的影響。為了較好的解決這個(gè)問題，本文提出了一種新的度量工具即分形維數(shù)向量。針對(duì)傳統(tǒng)圖像率先提出了按灰度值分層二值化的方法，

3、較好的解決了傳統(tǒng)分形維數(shù)在計(jì)算彩色圖像時(shí)信息量丟失較大的缺點(diǎn)，提出了分形維數(shù)向量的概念。 本文中認(rèn)為所有的圖像都具有紋理性，只是其紋理性的強(qiáng)弱不同形成了普通圖像與紋理圖像的差別。在分析傳統(tǒng)的紋理合成方法，及其優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引入了紋理標(biāo)準(zhǔn)性概念，給出紋理標(biāo)準(zhǔn)性的特征描述，并采用圖像的分形維數(shù)向量來做為衡量圖像特征的工具，以此計(jì)算出紋理標(biāo)準(zhǔn)性系數(shù)；通過對(duì)大量圖像(包括從普通圖像到標(biāo)準(zhǔn)性紋理圖像的各種類型的圖像)的標(biāo)準(zhǔn)性系數(shù)分析比較

4、，給出了一種根據(jù)紋理標(biāo)準(zhǔn)性系數(shù)作紋理分類的方法；在此基礎(chǔ)上，給出一種強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)性紋理圖像的合成方法。通過對(duì)大量圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表明，用此方法區(qū)分強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)性紋理是可靠的，強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)性紋理的計(jì)算量和傳統(tǒng)方法相比降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，且合成的紋理圖像視覺效果與傳統(tǒng)方法合成的紋理圖像視覺效果相同。結(jié)合紋理標(biāo)準(zhǔn)性的概念，給出Ashikhmin方法所適用的自然紋理的標(biāo)準(zhǔn)性系數(shù)的范圍，并對(duì)這類區(qū)間中的自然紋理提出了新的改進(jìn)算法，大大的加快了紋理合成的速度，同時(shí)合成效果