基于显著结构元素的纹理合成

某些样本纹理中包含按一定的特征分布的显著结构元素,而现有像素级别纹理合成算法难以保持样本纹理中显著结构元素的完整性以及分布特征等人眼更高感知层次的信息.本文提出了一种基于显著结构元素的纹理合成算法.首先,提取样本纹理中显著结构元素,根据各元素的空间位置建立邻接关系,分析每个结构元素的邻域信息,把结构元素的分布建模为Markov随机场模型.在合成过程中,采用邻域匹配算法,在样本纹理中查找最合适的结构元素,并将其添加到目标纹理中.另外,本文在后处理中通过添加噪声对显著结构元素进行各种随机变换,增加了目标纹理的多样性,实验结果表明,对于半结构性纹理,本文合成结果符合更高层次人眼感知特征.     

Texture evolution: 3D texture synthesis from single 2D growable texture pattern

An efficient model-independent 3D texture synthesis algorithm based on texture growing and texture turbulence is presented to create vivid 3D solid texture from a single 2D growable texture pattern. Given a 2D texture pattern of some growable material, our technique is able to create an anisotropic 3D volumetric texture cube to simulate the evolution of the material in 3D. An effective tiling scheme is designed to save computation and storage costs. Target objects are directly dipped into the synthesized 3D texture volume to generate creative, sculpture-like models that can be visualized with interactive speed. Our method is conceptually intuitive, computationally fast, and storage efficient compared with other solid texturing methods. As opposed to conventional 2D texture mapping work on polygonal surfaces, our approach is capable of decorating 3D point-rendering systems seamlessly. Furthermore, our combination of texture turbulence and texture growing techniques provides an attractive way to synthesize and tile natural 2D texture patterns, or generate simple but interesting motion textures.     

纹理合成技术在旧照片修补中的应用

图像修复是图像复原研究的一个重要内容,它的目的是根据图像现有的信息自动恢复丢失的信息。在对目前图像修复技术两大类方法分析的基础上,提出了利用改进的纹理合成技术进行旧照片修补的方法,通过实验证明与变分方法图像修补比较有更好的效果,具有很强的实用性。     

源自样图的树皮纹理合成技术研究

树皮的真实感表达是树木可视化中的一个重要问题。树皮表面纹理具有丰富的细节,并且树干不同部位的纹理质地可能会发生渐变,要真实模拟树皮纹理的这些效果并不简单。提出一种真实感树皮纹理的合成方法。该方法基于块纹理合成的思想,可以根据几块树皮样图纹理,实现树干部分整张树皮纹理的合成。采用这种合成方法,有效避免了采用一般纹理拼接方法所造成的纹理接缝问题。并且,该方法采用一种控制合成概率的策略有效实现了不同质地的树皮纹理之间的渐变,从而能够真实表现出树皮由老到嫩逐渐变化的效果。基于样本及边缘融合的方式实现了树皮疤痕效果的生成。实验表明,该方法可以有效生成带有生长变化特征的真实感树皮纹理,满足真实感绘制的需求。     

基于Wang Tile的改进纹理合成算法

Wang Tiles由4个纹理块构建而成,并为Tiles拼接做准备。因为Wang Tiles是事先制作的,所以它是一种实时纹理合成方法。然而,在Tiles内部和相邻Tiles拐角处存在着匹配问题,因此,提出了一种改进Wang Tile的新方法,该方法使用一个新的样图来替换边界匹配样图的中心,并采用Image Quilting算法查找替换路径,从而生成Tile集合,继而合成大块纹理。实验结果表明,所绘制的纹理不仅成功克服了匹配问题,而且在某种程度上增强了纹理多样性。     

Method of direct texture synthesis on arbitrary surfaces

A direct texture synthesis method on arbitrary surfaces is proposed in this paper. The idea is to recursively map triangles on surface to texture space until the surface is completely mapped. First, the surface is simplified and a tangential vector field is created over the simplified mesh. Then, mapping process searches for the most optimal texture coordinates in texture sample for each triangle, and the textures of neighboring triangles are blended on the mesh. All synthesized texture triangles are compressed to an atlas. Finally, the simplified mesh is subdivided to approach the initial surface. The algorithm has several advantages over former methods: it synthesizes texture on surface without local parameterization; it does not need partitioning surface to patches; and it does not need a particular texture sample. The results demonstrate that the new algorithm is applicable to a wide variety of texture samples and any triangulated surfaces.     

应用分段遗传算法的视频纹理合成算法

通过对视频纹理定义的分析,将视频纹理合成转化为一个优化组合问题。提出一种应用分段遗传算法的视频纹理合成算法,采用分段遗传算法,对有限长度的源视频进行加工,得到可无限播放的连续视频序列。算法采用更适当的相似性尺度和测量准则,省去了大量复杂的对源视频的预处理,分段的搜索策略只需要用很少的遗传代数即可快速合成出质量很高的视频纹理。与现有的视频纹理合成方法比较,该算法具有较小的计算复杂度,在合成的速度和质量上都有所提高。另外,实验结果给出了种群大小以及最大遗传代数对合成质量和速度的影响。     

基于纹理合成和视觉显著度的视频编码方法

针对现有基于纹理分析合成的视频编码方法难以对纹理实现自动分割的问题,提出基于纹理合成和视觉显著度的视频编码方法,将编码可移除的纹理宏块定义为宏块内图像信息包含在周围宏块中的宏块,被移除宏块移除后,能够使用周围宏块信息进行重建,同时,为了保证重建图像的主观质量,对视觉显著的图像区域,强制地不被标记为纹理移除块。在解码端,采用了全局运动补偿和纹理优化的组合方式对纹理移除宏块进行重建,以确保连续帧之间的纹理时空一致性。与H.264/AVC编码方法相比,在相同主观质量的情况下,本编码方法能够降低码率5%到20%,与Njiki-Nya Patrick等人提出的基于纹理分析合成的编码方法相比,本编码方法不但能够实现自动的纹理提取,在低码率端,编码效率提高一倍以上。     

协同进化的近似规则纹理合成

纹理进化系统是一个面向近似规则纹理合成的算法,系统的主要特点是在进化理论的基础上,通过定义相关行为来优化纹理块在被拼接后无法改变而引发的累积误差问题.提出一种新的基于协同进化思想的纹理合成方案,通过新定义的个体选取及排布方式,可适用任意方向周期的纹理;通过去除迁徙、预建立适应度表等操作,很好地减轻了适应度计算开销的冗余度,并且新的进化过程能够更好地实现并行化.实验结果表明所提方案不仅在通用性上有所增强,在效率上也得到了显著提升.     

Interactive evolutionary solution synthesis in fuzzy set-based preliminary engineering design

This paper describes an interactive evolutionary approach to synthesize component-based preliminary engineering design problems. This approach is intended to address preliminary engineering design as an evolutionary synthesis process, with the needs for human-computer interaction in a changing environment caused by uncertainty and imprecision inherent in the early design stages. It combines an agent-based hierarchical design representation, set-based design generation, fuzzy design trade-off strategy and interactive design adaptation into evolutionary synthesis to gradually refine and reduce the search space while maintaining solution diversity to accommodate future changes. The fitness function of solutions employed is not fixed but adapted according to elicited human value judgment and constraint change. It incorporates multi-criteria evaluation as well as constraint satisfaction. This new approach takes advantage of the different roles of computers and humans play in design and optimization. The methodology will be applicable to general multi-domain applications, with emphasis on physical modeling of dynamic systems. An automotive speedometer design case study is included to demonstrate the methodology.     

基于纹理合成的视频去抖动

视频去抖动是视频增强技术的一个重要应用,通过纠正视频帧的位置使视频运动变得平稳。随之而来的问题是如何修复视频帧留下的空缺以保持视频的连续性。在对图像修复技术进行研究的基础上,提出了利用改进的纹理合成技术进行去抖动视频修复的方法。实验给出的视频去抖动效果证明了该方法的有效性。     

改进的自然动态纹理综合算法

动态纹理综合技术是近年来计算机图形学领域研究的热点与难点之一.动态纹理综合技术在虚拟现实、电脑动画等领域有着广泛的应用.将Kernel PCA算法引入到动态纹理的分析与综合中,并与传统的基于线性PCA的动态纹理算法相比较.实验数据表明,基于Kernel PCA的改进算法在动态纹理描述和综合效果上均比线性PCA算法更好.     

利用相关性的快速块拼贴纹理合成

通过总结已有的纹理合成算法,采用基于样图的纹理合成方式提出了一种快速块拼贴纹理合成算法。该算法基于纹理的相关性,在搜索最佳目标纹理块时,通过相关位置偏移技术在样图中映射出已合成块的地址,适时加入螺旋搜索方法,利用块边界匹配算法将搜索到的地址块进行匹配,直到找到符合误差阈值的纹理块然后进行输出合成。通过实验发现,算法在处理随机性纹理和结构性纹理时都能取得比原先算法更好的合成效果,合成时间也大大加快。     

基于块的任意曲面上的纹理合成

一种新的曲面纹理合成技术被提出,它采用求最小割集来解决块拼接时的礁缝走样问题。算法在预处理期对模型的三维网格进行了重建,使其规则并且建立网格点与参数化栅格采样后的图像点一一对应的关系,无论对合成的速度和质量都有很大的提高。提出了在曲面上进行纹理粘贴的算法,对于渲染存在不完整性的自然物体取得了较好的效果。     

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Ashikhmin和Kong纹理合成算法的改进方法

Ashikhmin和Kong等人分别于2001年和2002年提出的纹理合成算法是当今典型的两种纹理合成算法,虽然前者对大部分自然纹理合成有不错的效果,但对变化较平缓的纹理合成效果不佳,而后者在合成时的时间复杂度较高.在上述两种算法的基础上,结合其优点,提出了一种把搜索范围限制在当前决的邻域的新的合成算法,并取得了理想的效果.     

一种改进的自然纹理合成方法

自然纹理合成方法是一种适合自然景物的基于样图的快速纹理合成方法。 但是候选点超越样图边界的问题没有很好得到解决,成为导致合成后图像产生的纹理块间明 显变化的主要因素。论文提出了一种改进的自然纹理合成算法,将样图边缘易产生无效候选 点的区域用样图内部与之大小和形状相同的像素块来代替,像素块和被替代像素块沿一条不 规则的曲线相匹配。合成过程中在接近边缘时像素块的生长会转向纹理内部。该方法减少了 因随机产生候选点而形成的块间不连续,有效地改善了视觉效果。     

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。     

一个新的纹理图像合成方法

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,可以避免以往方法中的接缝、走样等问题,在计算机图形学、计算机视觉、图像处理等领域是非常重要的.一种基于块的纹理合成新方法被提出:应用最大流原理和顺序访问方式建立了新的GraphCut图结构,该方法具有Graph Cut算法[2]的较好运行效果,并降低了Graph Cut算法的复杂性.其中,对近规则邻域的纹理图像合成尤为适用.     

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。