基于随机查找的并行大规模纹理合成

传统的纹理合成方法使用高维向量树来加速目标纹理块的搜索效率,存在占用内存量大、执行效率低、无法在GPU上并行执行等缺点.为了实现图像块的快速近似邻域查找,提出一种并行优化纹理合成方法.该方法分为初始化和迭代优化2个阶段,初始化阶段从样本纹理中随机抽取样本纹理块填充目标图像,迭代阶段交替采用并行的随机查找算法和并行的纹理块传播算法迭代精化目标纹理.随机查找算法根据最相似纹理块出现在前一目标纹理块周围的概率与它到前一目标纹理块的距离成反比的特点,使随机采样纹理块的概率分布与最相似目标纹理块出现的概率相匹配,达到加速纹理合成的目标.采用CUDA实现了文中方法,实验结果表明,其执行效率比已有的纹理合成算法快50～100倍,可应用于交互式纹理合成和超大尺寸纹理合成.     

螺旋线轨迹在纹理合成算法中的应用

本文在MRF模型和已有块拼贴算法的基础上,根据纹理的邻域相关性以及匹配点的位置分布在上次合成匹配点邻域的概率较大这一特点,直接选取前一匹配块的相邻块为待选最佳匹配块,使算法能够快速地采样到最优匹配块,并能较好的保持合成纹理的邻域相关性;同时,采用螺旋顺序逐块合成纹理,能够加强对合成过程的约束,克服了合成过程中不连续区域的出现。本文算法较好的维持了样本图的结构特征,在保证纹理合成质量的同时,能够有效的减少算法的计算量。     

纹理合成的自相关性判别法及其应用

从加快纹理相似性的判别速度出发,提出了一种纹理合成的自相关性判别法.传统的纹理合成算法随着邻域和样本的增大,计算量将成倍增加,纹理合成速度减慢的劣势逐渐体现出来.因此,算法对样本纹理建立简单的自相关性距离查找表,利用L邻域内像素的自相关性距离作为像素匹配的判别依据,以查找取代传统匹配过程中的繁琐计算,极大地加快了合成速度,可实现动态的、多精度的合成效果调控,以及避免块匹配中易出现纹理接缝的问题.经验证,该算法可在纹理合成、图像修补及纹理检索中应用,并可很好地达到实时的应用要求.     

大尺寸纹理的实时合成

提出一种纹理合成方法,可实时高质量地生成大纹理.它先基于纹理特征变化的周期性分析,得到合适的纹理块尺寸,以使所划分的纹理块能高效反映这种周期性变化,便于生成高质量的纹理;然后,它在目标纹理上均衡地分布纹理块,使得垂直方向和水平方向上相邻的纹理块之间都留有一个块尺寸大小的空白区域,再对空白区域进行填充,以完成目标纹理的生成.显然,布块操作和填充操作均可并行地进行.同时,为每个纹理块预先生成可与其邻接匹配的纹理块集合,以便在填充计算时可用简便的集合求交计算来进行邻域约束的搜索,并将这种求交计算放在CPU中进行,而将邻接纹理块在重叠区域的缝合计算放到GPU中进行,以综合利用CPU和GPU的优势.实验表明,新方法可在一般微机上以45帧/秒的速度高质量地实时合成1024*1024的大纹理,而这是已有技术难以达到的.     

基于GPU加速的保结构纹理合成

提出一种基于Chamfer距离的保结构纹理合成方法。使用Chamfer距离度量纹理结构特征的相似度,在查找匹配块的同时计算纹理在颜色空间和结构特征空间的匹配度,从而解决以往纹理合成中有显著结构特征的纹理容易出现不连续的问题。但是Chamfer距离的计算量很大,而且随着纹理合成图分辨率的提高,计算成本会变得相当高昂以至于难以负担。因此,提出了基于GPU加速的保结构纹理合成方法,通过并行查找匹配块提高合成效率。实验证明本方法既提高了结构纹理的合成质量,又使得保结构纹理方法的合成速度大大提高,且与纹理合成图的分辨率无关。     

螺旋状匹配搜索的块拼贴纹理合成

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成等方法后发展起来的一种纹理拼贴方法。该文在Efros块拼贴算法和徐晓刚的螺旋状点匹配搜索算法基础上,提出了一种螺旋状匹配搜索的块拼贴算法。该算法利用纹理块的连惯性,在搜索待合成纹理块时,在已合成纹理块在样本图像中位置的邻域进行搜索,找到匹配纹理块后进行输出。该方法大大加快了纹理合成的速度,与Efros块拼贴算法相比,在合成质量不变的基础上,合成速度平均提高了10倍。对于不同的纹理进行实验,其结果也令人满意。     

基于混洗蛙跳和粒子群优化算法的块自增纹理合成

针对基于样图的纹理合成技术,提出了一种基于混洗蛙跳和粒子群优化算法的块自增纹理合成方法。该方法在纹理合成过程中,通过选取尺寸按2的倍数不断增大的纹理块来提高纹理合成的速度,将混洗蛙跳算法和粒子群算法相结合,作为纹理块匹配的寻优策略,以提高纹理块的查找速度和全局搜索性能。实验结果表明,该方法在保证纹理合成质量的前提下,能够显著地提高基于样图的纹理合成速度,并能克服粒子群算法易陷入局部最优解的缺陷。     

一种新的纹理合成算法

本算法以马尔可夫随机域(Markov Random Field)模型合成纹理,使用图象金字塔(Image Pyramid)的方法,以一个样本纹理图象作为输入,在样本纹理图象中随机抽取一块很小的区域作为合成纹理图象的种子区域,在种子区域的边缘按照螺旋顺序合成.在合成纹理图象的每个像素时,通过候选列表搜索、全局搜索和中心搜索相结合的方法,在候选列表搜索和全局搜索中使用不同大小的邻域搜索其匹配点,能够快速准确地找到最优的匹配点.实验表明,这种算法对于大多数纹理都能取得很好的效果.     

基于BRDF 和GPU 并行计算的全局光照实时渲染

基于光线追踪,将屏幕图像像素分解为投射光线与场景对象交点面片辐射亮度和 纹理贴图的合成,每个面片的辐射亮度计算基于双向反射分布函数(BRDF)基的线性组合,并通 过图形处理器(GPU)处理核心并行绘制进行加速,最后与并行计算的纹理映射结果进行合成。 提出了一种基于BRDF 和GPU 并行计算的全局光照实时渲染算法,利用GPU 并行加速,在提 高绘制效率的前提下,实现动态交互材质的全局光照实时渲染。重点研究：对象表面对光线的 多次反射用BRDF 基的线性组合来表示,将非线性问题转换为线性问题,从而提高绘制效率; 利用GPU 并行加速,分别计算对象表面光辐射能量和纹理映射及其线性组合,进一步提高计算 效率满足实时绘制需求。     

基于几何网格的交互式纹理合成方法

几何网格可以将用户控制设计带入到纹理的合成和编辑中,并且可以为合成结果带来丰富的变化.针对目前几何网格方法中不能结合用户控制信息与样图结构信息快速高效地合成结果的问题,提出一种交互式并行合成方法.首先分析用户控制图得出无缝网格;再对无缝网格进行简单拼接形成初始的结果网格,并通过对其节点位置进行优化来去除网格重复性得到结果网格;在此基础上,利用像素的距离特征和纹元块匹配对结果纹理进行初始化;最后结合像素的方向特征和GPU的并行计算能力合成出结果纹理.实验结果表明,采用该方法用户可以交互地进行纹理的设计与合成,并且得出很好的合成效果.     

纹理研究综述

纹理精确定义困难,但存在被广泛认同的性质。结构法、统计法、频谱法和模型法是常用的纹理研究方法。结构法从纹理的基元形态及其排布规则角度分析,适用于研究规则纹理;统计法从宏观角度对纹理进行统计分析,适用于随机纹理;频谱法利用频域信号处理方法分析纹理的数字特征;模型法将纹理看做某种数学模型进行分析。纹理研究已广泛应用于军事、工业、农业、医疗等方面。为此,从定义、特征、研究方法、应用领域几个方面对纹理的研究现状进行了论述。     

纹理研究及其应用综述

纹理广泛存在于自然界中,是物体表面的一种基本属性.研究纹理有着重要的理论和应用价值.介绍了从纹理的定义、特征、分析方法等几个方面的纹理研究现状,并给出了纹理的几个热点应用领域.     

Transition Texture Synthesis

Synthesis of transition textures is essential for displaying visually acceptable appearances on a terrain. This investigation presents a modified method for synthesizing the transition texture to be tiled on a terrain. All transition pattern types are recognized for a number of input textures. The proposed modified patch-based sampling texture synthesis approach, using the extra feature map of the input source and target textures for patch matching, can synthesize any transition texture on a succession pattern by initializing the output texture using a portion of the source texture enclosed in a transition cut. The transition boundary is further enhanced to improve the visual effect by tracing out the integral texture elements. Either the Game of Life model or Wang tiles method are exploited to present a good-looking profile of successions on a terrain for tiling transition textures. Experimental results indicate that the proposed method requires few input textures, yet synthesizes numerous tileable transition textures, which are useful for obtaining a vivid appearance of a terrain.     

纹理混合与纹理传输

基于样本的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成等方法后发展起来的一种纹理拼贴方法 ,而在已有的算法中 ,绝大多数只能处理单纹理样本的合成 .提出一种新颖的可处理两个纹理样本的纹理混合方法 ,通过调整参数可以控制纹理在合成结果中所占的比例 ,利用之字形双向扫描提高合成纹理的质量 ,即第一行先按扫描线顺序 ,第二行从行尾点开始按反方向进行扫描 ,第三行又按扫描线顺序 ,如此往复 ,直至图像结尾 ;还提出一种简单的纹理传输方法 ,用户可以根据实际需求进行设计和调整 ,获得各种结果 .计算一幅 3 0 0× 3 0 0的图片可在几秒内完成 .     

Material Space Texturing

Many objects have patterns that vary in appearance at different surface locations. We say that these are differences in  materials,  and we present a  material-space  approach for interactively designing such textures. At the heart of our approach is a new method to pre-calculate and use a 3D texture tile that is periodic in the spatial dimensions ( s ,  t ) and that also has a material axis along which the materials change smoothly. Given two textures and their feature masks, our algorithm produces such a tile in two steps. The first step resolves the features morphing by a level set advection approach, improved to ensure convergence. The second step performs the texture synthesis at each slice in material-space, constrained by the morphed feature masks. With such tiles, our system lets a user interactively place and edit textures on a surface, and in particular, allows the user to specify which material appears at given positions on the object. Additional operations include changing the scale and orientation of the texture. We support these operations by using a global surface parameterization that is closely related to quad re-meshing. Re-parameterization is performed on-the-fly whenever the user's constraints are modified.     

一种新的图像纹理表示方法

该文基于纹理元直方图导出了纹理的新表示方法,并根据正交镜像滤波器的小波变换能量的转换和量化来定义纹理元。此种,给出了数种小波纹理特征集的实验评价,此方法具有将Brodatz纹理分类的极好性能。同时还研究了数种考虑近似旋转不变性或比例不变性的变换。最后,引入了生成纹理直方图和形成二进制纹理集的特征空间的过程,而且纹理直方图和二进制纹理集的特征空间与颜色直方图是对称的。获得纹理的这些表示旨在为度量纹理的相似性和从图像中抽取纹理区域。     

面向手持式3维扫描设备的本征纹理重建

目的 针对目前手持式3维扫描设备生成的模型纹理分辨率不够,且部分区域存在高光、阴影及明暗变化等问题,提出一种基于多幅实拍照片的纹理重建方法。方法 首先使用基于特征匹配的方法将照片图像与几何模型进行配准;其次根据重建纹理大小,采用特殊编码方式的位置纹理建立照片像素到纹理像素直接且精确的对应关系;然后根据多幅使用闪光灯作为光源拍摄的照片,通过位置纹理建立联立方程,求解漫反射分量;最后采用改进的基于混合权重的融合方法对求解的漫反射分量进行纹理融合。结果 使用本文方法对3个实验模型进行本征纹理重建,与3维扫描设备生成纹理和直接用照片生成纹理相比,该方法操作简单、使用方便,可获得高度清晰的,不含高光和明暗效果的本征纹理图像。结论 实验结果表明,重建纹理质量在分辨率、色彩还原性及一致性方面明显优于原有纹理,且该方法具有很高的精确性和鲁棒性,可满足高质量的纹理重建需求。     

Catmull纹理映射算法的改进

本文对Catmull纹理映射算法进行了改进。当一个像素被两个以上子曲面片所覆盖时。用Catmull纹理映射算法实现其光亮度计算存在一定的不足。本文对存在的问题作了分析，并进行了相应的改进，使之能正确计算一个像素被多个子曲面片所覆盖时的光亮度，并通过实例验证了算法的正确性。     

纹理图像分类系统的设计及实现

以显微图像分析为应用背景,设计并实现了基于改进的纹理谱方法提取特征和以神经网络作为分类器的纹理图像分类系统,分析了纹理分析方案的实施所遇到玫纹理图像分类的抗干扰性能,给出了具体实验结果。     

Composite Texture Synthesis

Many textures require complex models to describe their intricate structures. Their modeling can be simplified if they are considered composites of simpler subtextures. After an initial, unsupervised segmentation of the composite texture into the subtextures, it can be described at two levels. One is a label map texture, which captures the layout of the different subtextures. The other consists of the different subtextures. This scheme has to be refined to also include mutual influences between textures, mainly found near their boundaries. The proposed composite texture model also includes these. The paper describes an improved implementation of this idea. Whereas in a previous implementation subtextures and their interactions were synthesized sequentially, this paper proposes a parallel implementation, which yields results of higher quality.