紋理合成算法及其在紋理傳輸中的應(yīng)用研究.pdf

1、對于自然界中的任何物體，紋理都可以描述其表面錯綜復(fù)雜的細(xì)節(jié)。紋理合成技術(shù)是根據(jù)已有的紋理信息，合成與其相似的大面積紋理。該技術(shù)近年來受到了越來越多的關(guān)注，目前已成為圖像處理領(lǐng)域內(nèi)的重要研究內(nèi)容。紋理合成技術(shù)旨在合成符合人們要求的紋理圖片，在真實感以及非真實感的繪制中有著廣泛的應(yīng)用，并且在圖像修復(fù)、圖像藝術(shù)風(fēng)格轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)壓縮數(shù)據(jù)的快速傳輸以及計算機(jī)動畫等方面有廣闊的應(yīng)用前景。隨著計算機(jī)技術(shù)以及人類社會的飛速發(fā)展，人們對數(shù)字圖像質(zhì)量的要求越

2、來越高，這就使得紋理合成技術(shù)要不斷的進(jìn)步發(fā)展，相關(guān)研究人員要不停的探索創(chuàng)新，從而實現(xiàn)人類對數(shù)字圖像更高的追求。
　　本文首先介紹了紋理合成技術(shù)的研究背景、研究意義以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，其次介紹了相關(guān)理論與基本概念，并且研究分析了幾種經(jīng)典的紋理合成算法，對經(jīng)典的算法進(jìn)行了一定的歸納總結(jié)，概括描述了算法的優(yōu)點缺點。在此基礎(chǔ)上，本文以提高紋理合成圖片質(zhì)量和加快紋理合成速度為宗旨，對基于塊拼接的紋理合成算法在切割路徑、匹配塊選擇策略以及塊搜

3、索方式等方面作了相應(yīng)的改進(jìn)。改進(jìn)后的算法結(jié)果較之前算法合成結(jié)果，不論在合成質(zhì)量還是合成速度方面都取得了很大的提高。最后本文將改進(jìn)的紋理合成算法應(yīng)用到紋理傳輸過程中，通過實驗快速有效地實現(xiàn)了圖像藝術(shù)風(fēng)格的轉(zhuǎn)換，并且對傳輸過程中兩幅圖像的傳輸約束度量進(jìn)行了一定的探究，在不同的顏色空間中，用不同的度量作為約束進(jìn)行了相應(yīng)的實驗。本文主要研究成果如下：
　　第一：針對塊拼接紋理合成圖片在接縫處容易出現(xiàn)過度粗糙的現(xiàn)象，對原算法進(jìn)行改進(jìn)。通過跟

4、蹤檢測切割點，計算切割路徑上每個切割點的梯度，將梯度值大于給定閾值的像素點標(biāo)記為粗糙切割點，將標(biāo)記的過度粗糙尖銳的點，通過加權(quán)求精的方式，進(jìn)行平滑處理重新輸出。
　　第二：為了提高匹配塊的選擇效率，即提高紋理合成圖像的質(zhì)量，對匹配塊的選擇匹配策略進(jìn)行改進(jìn)，把上述改進(jìn)的切割路徑以權(quán)值的方式加入到選擇匹配策略中，使得在選擇匹配塊時綜合考慮重疊區(qū)域累計誤差和最小切割路徑，改進(jìn)后的匹配策略在很大程度上提高了合成圖片與樣本圖片的相似性。

5、r>　　第三：為了減少合成時間，提高紋理合成速度，對紋理塊的全局搜索方式進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于鄰域相關(guān)性的索引表搜索方式。改進(jìn)的算法通過已合成塊在樣本紋理中的映射以及根據(jù)映射后紋理塊的鄰域相關(guān)性建立索引表，利用建立的搜索表進(jìn)行待合成紋理塊的匹配搜索，從而實現(xiàn)匹配過程，此搜索方式較全局搜索方式減少了大量搜索匹配時間，提高了紋理合成速度。
　　第四：將上述改進(jìn)的塊拼接紋理合成算法應(yīng)用到紋理傳輸中，通過實驗快速有效地實現(xiàn)了圖像藝術(shù)風(fēng)