基于多层次特征结构的二维形状渐变

二维形状渐变在二维角色动画、模式匹配、几何造型中有着重要的应用.已有方法大多根据边长、角度、面积等局部几何属性来完成形状之间的最佳对应和渐变,忽略了形状的内在特征结构.为此,提出一种基于多层次特征结构的二维形状渐变方法,首先将源形状和目标形状分解为若干个视觉显著性特征,并通过一种用户启发式的半自动方法建立2个形状的特征对应关系;然后根据形状的特征信息构建源形状和目标形状的多层次特征结构,分别表示形状特征的整体位置和朝向、形状特征的局部朝向和形状特征的局部细节;最后组合不同特征层次上的插值结果,重构出中间形状.在源形状到目标形状的渐变过程中,针对不同层次上的特征信息分别使用近似保刚性插值、边角插值以及弹性线性插值方法进行过渡.实验结果表明,该方法简单高效,有效地避免了形状的内部扭曲,保持了形状的局部特征,可产生自然、光滑且视觉真实的形状渐变序列.     

利用控制曲线和移动最小二乘法实现图像变形

将移动最小二乘方法用于图像变形,提出基于控制曲线的图像变形算法.根据源图像中的形状信息或变形需要来设置关键点,生成控制曲线,然后移动控制曲线到新的位置,利用移动最小二乘方法实现图像的变形.对基于控制曲线的移动最小二乘变形函数进行了理论推导,实现了图像的仿射、相似和刚性变换,得到不同的图像变形效果.实验表明,该算法可以较好地描述图像中的形状和轮廓信息,实现图像的复杂变形,获得真实感的变形效果.     

利用移动最小二乘法实现图像变形

将移动最小二乘方法用于实现图像的变形操作,提出了一种基于控制曲线集的移动最小二乘图像变形方法。根据图像的形状拓扑关系或轮廓信息设置点,生成控制曲线,移动控制曲线的方向和位置使图像产生变形,生成图像的仿射变换、相似变换和刚性变换。实验表明,该方法可以使图像产生平滑、真实的变形,获得满意的效果。     

基于Poisson方程的曲线形状渐变方法

以定义在分段线性曲线上的离散Poisson方程为理论基础,提出了一种同时适用于平面和空间曲线形状渐变的方法.通过在源曲线和目标曲线上定义局部标架,给出了一种非线性梯度场插值算法,使得源曲线的梯度场逐步过渡到目标曲线的梯度场,所得到的中间梯度场与用户指定的关键节点路径一起输入离散Poisson方程求解得到渐变序列 .该方法不直接插值顶点坐标,而是将源曲线与目标曲线视为定义在公共定义域上的标量场,并在梯度域进行梯度场操纵.对中间帧曲线周长以及平面曲线所包围的内部面积变化的统计表明:该算法尽可能地保持了几何形状的刚性,在中间帧求解的稳定性方面该算法优于同类其他方法.     

彩色图像渐变的插值方法

针对目前图像渐变算法只考虑两个彩色图像之间的渐变并且没有考虑三个颜色分量内在相关性的问题,在二元混合向量有理插值的基础上,提出了一种非线性的多幅彩色图像渐变的新方法。首先将多幅图像中每个像素的RGB三原色看做是平面域上的向量,利用二元Newton-Thiele型向量连分式建立有理插值曲面,再对此插值曲面进行重采样,得到一系列的渐变中间图像。实验结果表明,该算法在保持图像特征和过渡图像的可视性方面均优于其他算法。     

基于四元素插值的空间曲线边界约束变形方法

曲线形状的变形技术在计算机动画和产品造型设计中有着重要的应用。以单位球面四元素插值为基础建立非线性的局部变换,通过在中间帧重构方程引进边界控制条件,提出了具有边界约束的空间曲线和平面曲线形状的变形方法。该方法在曲线形状渐变序列中具有保周长的线性变化,适合一般曲线的渐变和骨架行走的特征。还给出了建立渐变序列的边界曲线算法,通过实例说明了造型和编辑边界曲线能得到良好的拼接效果。实验表明,该算法在空间曲线变形中具有良好的视觉效果和应用前景,算法具有简易性和统一性。     

基于增量式迭代变换的蜡染图形渐变算法

针对蜡染图形创新, 提出一种基于增量式迭代变换法的图形渐变方法, 即在不受特征点集对应的约束下, 实现两个平面图形之间自然、平滑渐变。该方法采用迭代渐变的思想, 对图形进行矢量预处理, 并分别在源矢量图形和目标矢量图形上采样一组几何特征点, 通过等分弧长对应的规则把两个图形进行权重归中, 对采样的节点求全局最小二乘进行特征匹配与映射, 再通过增量式迭代变换法得到一系列渐变中间图形。计算机仿真结果表明, 此算法能够较好地实现非特征对应的图形渐变, 达到过渡自然、平滑的目的。     

基于混合有理插值的图像渐变算法*

针对现有的图像渐变方法只考虑两个图像间渐变的情况,提出一种非线性的多幅图像间渐变的新方法,即一元混合有理插值方法。将多幅图像间相同位置的像素点建立对应关系,按照该关系建立一元混合有理插值函数,对插值函数进行重采样,得到一系列的渐变中间图像。实验表明,新算法在反映空间数据的分布特性、保证图像纹理特征方面均优于其他算法,具有计算精度高、适应性强、易于编程实现等优点,是一种较实用的算法。     

基于泊松填充的纹理自适应插值方法

针对新图形技术条件下的纹理合成问题,提出一种纹理插值方法,可将源纹理图像自适应拉伸为不同尺寸的纹理图像并保持其清晰度不改变。首先,采用高维图像插值算法将源纹理裂变为目标纹理分辨率,作为中间过渡纹理;其次,利用自然图像的自相似性,依据中间纹理像素特征随机从源纹理中选取像素块;最后,使用泊松图像编辑算法将源纹理像素块平滑嵌入到中间纹理的间隙区域,得到最终的合成纹理。通过与现有算法的大量对比实验表明,该算法对静态和非静态纹理合成问题都能适用,且合成结果与源纹理具有较高的视觉一致性。另外,该算法逻辑简单、计算快速,无法复杂优化计算或者学习训练步骤,适合在低硬件配置的移动平台应用。     

基于特征分解的2-D多边形渐变

二维多边形渐变在二维角色动画、模式匹配、几何造型等领域有着重要的应用.已有的方法大多根据多边形的边长、角度、面积、骨架等几何属性来完成多边形之间的最佳对应和渐变,而忽略了多边形的内在视觉特征.提出了一种基于视觉特征对应的2-D多边形渐变方法,该方法把源多边形和目标多边形按照视觉特征进行同构特征分解,得到若干对对应的特征子多边形.在渐变过程中,每个源特征子多边形光滑地过渡到目标特征子多边形.通过引入特征分解点,用户可以灵活和直观地改变特征子多边形,按照预想的效果控制多边形的渐变.实验效果表明,基于特征分解的顶点对应和插值算法不仅可以得到光滑的多边形渐变序列,而且可以实现多边形的特征对应和特征保留.     

基于球面参数化的点模型渐变

为了获得光滑自然的点模型渐变效果,基于球面参数化,提出了一种鲁棒的渐变算法。该算法首先对源和目标模型进行球面参数化,使得参数化后的模型嵌入到单位球面上;然后在球面上自适应地对齐模型间的相应特征点,并将球面映射到矩形参数域上,基于该域建立模型间各采样点的对应关系;接着在渐变过程中,采用拉普拉斯算子计算出中间点模型的几何位置,以保持模型的细节;最后利用移动最小二乘曲面进行动态上采样,以消除中间模型的裂缝。实验结果表明,该算法具有良好匹配的采样点对应和光滑的渐变过程。     

基于边缘移动匹配法的图像插值

论文介绍了一种保持图像边缘特征的插值方法。经典的插值算法常常使插值后图像边缘部分出现模糊或锯齿现象。为了获得图像边缘部分较好的视觉质量,算法对处于图像边缘部分的象素点首先在原图上寻找边缘方向,即利用边缘移动匹配法计算各象素点之间的相似程度来寻找到边缘方向,再使插值沿边缘方向进行。模拟试验证明,无论对机器生成的图像还是对自然图像,这种方法均能很好地保持图像边缘特征,从而使插值后整幅图像的视觉效果大大改善。该算法运算并不复杂,并且对于任何形式的图像几何变形都适用。     

基于局部单射的平面形状插值形变

在只给出用简单多边形表示的两输入形状的情况下,实现一种简单易用、自然高效的形状插值方法.首先利用基于形状感知的特征匹配算法生成源形状和目标形状之间的匹配;之后在源形状上构造三角剖分,并通过求解映射到目标形状上的尽量刚体的局部单射得到同构三角剖分;最后利用扭曲有界的插值方法得到中间序列.实验结果表明,该方法构造的形变结果能较好地体现源形状和目标形状的特征对应信息,形变过程自然,扭曲较小.     

特征保持的马赛克图像生成方法

马赛克图像是一种非真实感的渲染效果,主要通过组合不同形状、颜色的嵌片合成目标图像.基于测地距离度量下的Voronoi图结构,提出一种保特征的自适应马赛克图像生成方法.首先利用特征算子自动提取出源图像中的特征线,并根据这些特征线定义测地度量,从而保证在测地度量下生成的Voronoi图的边和图像特征边重合;然后通过距离变换计算每个像素到图像特征线的最近距离,并利用该距离场定义马赛克图像的密度函数;最后结合重心Voronoi图理论,采用Lloyd迭代算法优化嵌片的形状,得到最终的马赛克图像.实验结果表明,该方法得到的马赛克效果图有效地保持了源图像特征,疏密程度自适应、连续过渡,嵌片形状规则、排列整齐.     

一种多幅图像间的渐变技术

提出了一种图像渐变的新方法，即基于连分式插值Morphing技术。用此方法可以实现多幅不同图像之间的渐变。它是一新的非线性插值算法，与其他算法相比，该方法具有计算精度高、图像过渡平滑、易于编程实现等优点。更重要的是，它还具有信息隐藏的功能。     

基于内在插值的多重形状渐变方法

推广了基于内在形状插值的多边形渐变算法,提出了具有边界约束的多重形状变形方法.通过在约束方程中引进边界控制条件得到适合一般曲线形状的插值算法,并利用具有指定边界约束的变换和形状插值器的构造,使该算法适合具有任意指定边界的多重曲线形状的混合变形,并给出了3D曲线形状边界约束的最优方程.通过2D形状渐变实验表明该算法的视觉效果良好.     

基于骨架提取特征的可控渐变算法

提出了一种基于视觉特征的渐变算法,通过图像骨架确立特征点,进而对图形进行同构特征分解。采用可控制子多边形边角插值,通过轮廓多边形渐变控制子多边形渐变,用户也可以通过控制轮廓插值交互控制渐变过程。实验表明：该算法简单有效,渐变过程自然合理。     

基于小波的自动图像变形

图像变形算法中最费时的是在源图像和目标图像中确定变形特征基元；而到目前为止，大部分图像变形算法都是通过人工或半人工的方式来实现的．如果两幅源图像间的特征基元的确定能自动实现，则不但可以减轻用户的负担，而且可以极大地节省变形算法所需的时间，同时提高了算法的效率．提出了一种基于小波变换的自动图像变形方法．该方法完全依赖于给定的两幅源图像，自动生成期间的变形图像，不需要预先在两幅源图像中指定特征基元．实验结果证明，用本文的算法不仅能自动完成变形操作，而且也取得了满意的结果．     

图像变形计算方法及其应用

为了通过几何变形和颜色混合插值来实现2幅图像之间的过渡,采用自定义的三角形坐标系,提出一种图像变形计算方法.首先给出了三角形坐标系的定义,阐述并证明了其关于几何变换的一些定理,使得拓扑变形易于实现,可应用在图像变形技术中;然后描述了基于三角形坐标系的图像变形算法.通过一组人脸表情的合成与移植和另一组变脸技术应用的例子,...     

基于五官特征的人脸剪纸生成方法研究

人脸肖像剪纸应该重现生动的图像细节,为了实现这一目标,提出了一种基于五官特征与图像变形算法的两阶段人脸剪纸合成方法。收集艺术家的人脸剪纸创作,分割五官部位并提取各组件的几何特征,建立数字化五官剪纸数据库。对目标人脸图像进行剪纸合成：在第一阶段,标定目标人脸图像的特征点,分割其五官部位,并提取各部位的几何特征,之后分别计算目标人脸五官与剪纸数据库中各对应组件基于几何特征和形状上下文特征的相似性度量值;通过融合几何特征和形状上下文特征,选择匹配相似度较高的剪纸部位,拼接得到初步的人脸剪纸图。在第二阶段,采用薄板样条（Thin Plate Spline,TPS）变形算法对第一阶段合成的人脸剪纸图进行变形,得到最终的剪纸图像。通过多人视觉测评实验,结果表明运用该方法得到的人脸剪纸图能够达到较为满意的效果。