纹理的标准性和强标准性纹理的快速识别及合成

分析了纹理合成中时间开销最大的匹配过程,发现了对一类具有特征任意匹配性纹理,可以大大降低匹配精度甚至忽略匹配过程,从而加快纹理生成速度．通过对这类纹理特性的概括,引入了纹理标准性概念,利用可变尺度滑动窗口的灰度距离对标准性进行度量;并结合大量统计结果,给出纹理标准性区分标准,对强标准性纹理使用低精度的匹配或零搜索来合成纹理．实验结果证明,文中对于强标准性的纹理区分可靠有效,生成纹理的速度大大提高,且质量无明显降低．     

基于匹配相容性的高效纹理合成

文中提出一种新的基于纹理块操作的纹理合成方法.对于每个纹理块,该方法根据样本纹理生成可与它进行拼接的纹理块邻接集合,并根据多步合成计算时纹理块之间的可拼接性(即匹配相容性)对邻接集合进行优化处理,即舍弃那些在多步操作后会引起匹配冲突的块.这样,合成计算时,可节省大量的关于邻接块之间的相似性度量计算,减少合成过程中的匹配冲突,由此提高纹理合成的效率.其合成质量,可与目前合成质量最好的纹理优化方法相媲美;而在合成速度方面,新方法的时间复杂度基本上是与目标纹理的大小成线性关系的,并经实验表明,新方法能以交互绘制的速度合成1024×1024像素的大纹理,而这是已有合成方法难以达到的.     

面向纹理合成的块尺寸自动选择算法

在现有的基于块的纹理合成算法中,针对块尺寸需要人工选择从而导致纹理合成质量不确定的问题,提出一种纹理合成中的块尺寸自动选择算法。在纹理样本上按扫描线顺序滑动子块直到遍历所有位置,对子块与纹理样本的直方图进行归一化与均值滤波预处理,然后计算二者直方图的交;在不同子块位置的上述计算结果中,取其最大值作为子块与样本的颜色相似度。针对颜色相似度与块尺寸的近似单调递增关系,采用二分法计算相似度阈值点所对应的横坐标,将其作为纹理合成的块尺寸。多种类型纹理的实验结果表明,该方法自动选择的块尺寸与最佳经验取值范围相吻合。所提方法不仅适用于结构性纹理的合成,而且适用于随机性纹理的合成,能够获得理想的合成结果。     

基于纹理标准性系数的自然纹理快速合成

以分形维数向量为工具,引入了纹理标准性的概念,给出Ashikhmin方法所适用的自然纹理的标准性系数的范围,并对这类区间中的自然纹理提出了新的改进算法,大大加快了纹理合成的速度,同时合成效果并没有明显降低。     

基于PSO的Wang Tiles纹理合成

如何在纹理样图中选择组成Wang Tiles的图像块决定着纹理的合成质量。基于PSO的Wang Tiles纹理合成通过粒子群优化算法在纹理样图中快速搜索边界差异最小的图像块,并用选取的图像块构建Wang Tiles,最后用Wang Tiles纹理合成算法合成纹理。实验表明,该算法合成的纹理具有较少的接缝,比随机选择图像块具有更好的合成效果。     

基于复用计算的大纹理实时合成

文中提出一种基于复用计算的纹理合成方法,逐步地利用已合成的部分纹理来生成更大的纹理块,以进行后续的纹理合成计算.由此,该方法可节省大量耗时的纹理块选择及缝合计算,提高了合成效率.实验表明,新方法可实时合成2048×2048像素的大纹理,而已有工作至多只能以交互的速度进行这样的合成.     

块纹理合成中纹理块尺寸自适应算法

分析了块纹理合成方法中纹理块尺寸对合成结果的影响,经过对大量不同类型纹理图像采样,归纳并验证了纹理相关性特征值与纹理块尺寸之间的关系,得出纹理相关性特征值自适应调整纹理块尺寸的算法.采用该算法可避免因纹理块尺寸选取不当而引起的合成时间的增加和合成质量的降低.     

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.     

基于以像素块计算L2距离的块纹理合成

在基于MRF模型的块纹理合成中,计算两纹理块之间的L2距离和寻找最佳纹理匹配块都是非常耗时的过程。计算纹理块之间的L2距离是纹理合成中的瓶颈问题,制约着纹理合成的速度。针对合成速度问题提出一种新的基于以像素块计算两纹理块之间L2距离的块纹理合成方法。在计算两纹理块之间L2距离时不逐个像素点地进行计算,而将多个像素点视为一个像素点进行计算,极大地提高了计算两纹理块间L2距离的速度。该方法可以在几乎不影响图形合成质量的前提下,将纹理合成的速度提高数倍甚至更高。     

基于纹理方向的图像修复算法

在使用基于样本的纹理合成技术的图像修复算法中,搜索纹理的匹配块时,利用纹理的方向特性,可以将搜索过程约束到沿着纹理的方向进行。在Criminisi A的算法基础上,加入了确定纹理方向过程,优化了纹理块的优先权和大小的计算方法。实验结果表明,该方法在处理强方向性的纹理图像的修复时有很好的效果,明显地提高了计算效率。     

复用计算的虚拟肝脏体纹理合成与映射方法

虚拟手术中器官纹理能够给用户直观反映,加强临场感和操作感。研究在虚拟肝脏手术中纹理的表现技术,先合成体纹理空间,把二维情况下基于复用计算的纹理合成技术进行改进,扩展至三维空间中进行体纹理块分布并着色;同时计算每个三角面片内部点集并着色,以此增加纹理的真实感;切割肝脏体能看到内部纹理。实验结果表明,该方法能够生成具有高度真实感以及同样本体纹理相似的三维纹理,且合成速度能够满足虚拟手术要求。     

基于约束的多样图纹理合成方法

基于已有的约束的多样图纹理合成算法,提出采用图像金字塔的方法来实现,并在其中利用了纹理的相关性原理,不仅可以合成自然纹理,而且对结构性较强的纹理也取得了较好的效果,合成速度也得到了提高。实验结果表明,该算法在合成质量和合成速度上都有较大的提高,对于控制某种纹理在合成结果图中的位置的纹理合成有广泛的适用性。     

Synthesis of Color Textures for Multimedia Applications

An algorithm for synthesizing color textures from a small set of parameters is presented in this paper. The synthesis algorithm is based on the 2-D moving average model, and realistic textures resembling many real textures can be synthesized using this algorithm. A maximum likelihood estimation algorithm to estimate parameters from a sample texture is also presented. By combining the estimation and synthesis algorithms, a color texture can be synthesized from a sample texture without human intervention. Using the estimated parameters, a texture larger than the original image can be synthesized from a small texture sample. The synthesis algorithm does not require an expensive iterative algorithm, and the quality of synthesized textures may be acceptable for many multimedia applications. In the experiment, various textures suitable for multimedia applications are synthesized from parameters estimated from real textures.     

Texture Particles

This paper presents an analytical extension of texture synthesis techniques based on the distribution of elementary texture components. Our approach is similar to the bombing, cellular, macrostructured and lapped textures techniques, but provides the user with more control on both the texture analysis and synthesis phases. Therefore, high quality results can be obtained for a large number of structured or stochastic textures (bricks, marble, lawn, etc.). The analysis consists in decomposing textures into elementary components — that we call ``texture particles'' — and for which we analyze their specific spatial arrangements. The synthesis then consists in recomposing similar textures directly on arbitrary surfaces by taking into account the previously computed arrangements, extended to 3D surfaces. Compared to ``pixel‐based'' analysis and synthesis methods, which have been recently generalized to arbitrary surfaces, our approach has three major advantages: (1) it is fast, which allows the user to interactively control the synthesis process. This further allows us to propose a large number of tools, granting a high degree of artistic freedom to the user. (2) It avoids the visual deterioration of the texture components by preserving their shapes as well as their spatial arrangements. (3) The texture particles can be not only images, but also 3D geometric elements, which extends significantly the domain of application.     

一种新的非因果递归模型在纹理合成及压缩中的应用

非因果模型在纹理合成与压缩中得到了广泛应用.但由于非因果模型不能递归实现且建 模方法非常复杂,所以限制了它的实用化.本文针对这一课题提出一种可递归实现的非因果 模型,并将它应用于纹理合成及数据压缩.实验结果表明这种模型可代替一般的非因果SAR 模型进行纹理图象合成.     

基于块拼贴技术的纹理传输研究

本文提出一种改进的块拼贴纹理传输算法,首先给出一种基于样图的块拼贴纹理合成方法,该方法采用图论中的最大流-最小割算法对纹理块之间的匹配进行优化;然后在此算法基础上,通过增加一个对应图约束对纹理传输问题进行了研究,为了提高纹理传输的质量,提出了一个迭代传输的解决方案。实验结果表明纹理传输的结果令人满意。     

基于H.264压缩域的视频盲水印算法

为了解决H.264视频信息的版权保护问题,提出了一种基于即时解码刷新(IDR)帧离散余弦变换(DCT)域的盲水印算法。该算法首先分析IDR帧的纹理特征,利用滑动矩形窗根据图像的梯度特性提取出复杂纹理区域;然后,计算该区域内每个宏块的16个4×4子块能量,得到能量最高子块;最后,通过自适应修改子块的一个交流(AC)系数幅值以达到嵌入水印的目的。实验结果表明：对CIF分辨率视频测试序列嵌入水印后,视频图像的峰值信噪比(PSNR)平均下降0.15dB,码率平均增加了0.49%,水印检测准确率达到91%以上,并且该算法能够有效抵抗不同量化参数(QP)的重复编码攻击。     

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.     

基于面法向的快速纹理合成

根据模型上各相邻三角面的法向,采用广度优先策略将模型划分。在划分中采用正向投影映射将各模型块参数化并对其进行评价,对于具有较大扭曲的模型块,将其再次细分直到扭曲值满足给定的阀值。对于各模型块的接缝采用Alpha-Blend技术将纹理拼接成一个连续的整体。该算法适用于任意曲面和多种纹理。