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。     

小波滤波的移动最小二乘图像变形方法

为了获得具有真实感的变形图像,改变以往直接对图像进行变形的做法,首先对图像进行预处理,提出基于小波滤波的移动最小二乘法图像变形对原始图像先进行滤波,把图像分成低频子图像和高频子图像,只对低频部分使用基于控制点集的移动最小二乘法进行变形,对不同部位的轮廓和边缘进行不同尺度的变形,较好的描述了图像中的形状和轮廓信息;对高频部分不作处理,有效的保持了图像的细节信息.再将变形后的低频部分与原图像的高频部分相加得到最后的变形结果.实验表明这种方法很好的保留了图像的高频信息,可以使图像产生平滑的变形,获得具有真实感的变形效果.     

基于形状插值与移动最小二乘变形的图像渐变

针对已有图像渐变方法难以处理较大几何变化的问题,提出一种基于形状插值与移动最小二乘变形的图像渐变方法.给定一幅源图像和一幅目标图像,用户首先通过在图像上放置开或者封闭的曲线(称为"特征曲线"),对齐源和目标图像中的几何特征;然后提出一种基于重心的线条外观模型,以提取表示一组特征曲线的形状及其所传达的视觉外观,并建立一种双层结构的形状插值算法,实现源特征曲线到目标特征曲线的保形状过渡;最后以中间过渡特征曲线为约束,通过保刚性的移动最小二乘变形把2幅图像的几何特征融合在一起,生成保外观的中间过渡图像帧.实验结果表明,该方法能够实时生成自然且视觉真实的图像渐变序列,即使当源和目标图像中对应几何特征的形状差别较大时,也能够充分保持这些特征的外观和属性.     

模版特征线匹配的牙齿形状修复

牙齿形状修复是牙科修复CAD系统的核心问题,其中结构特征线,如颈缘线、修复边缘线是决定修复体制造精度的关键要素.针对现有牙齿形状自动修复算法未考虑结构特征线附近的咬合面形状约束以及仅能处理部分缺失情况的问题,提出了结合模版特征线匹配与移动最小二乘变形的修复体曲面重建算法.该算法采用智能剪刀算法半自动指定牙齿预备体上的结构特征线,并采用曲面拟合技术将该结构特征线投影至模版牙齿模型以建立曲线约束;再用近似刚性的移动最小二乘变形算法将模版牙齿模型匹配到牙齿预备体上;最后将移动最小二乘变形算法并行化,实现了以特征线为控制句柄的修复体形状交互设计.实验结果表明,由于引入了曲线约束,文中算法重建的修复体在结构特征线附近可获得更自然的咬合面形态.     

基于移动最小二乘法的医学图像配准

提出一种基于移动最小二乘法变形模型的医学图像配准技术.首先用蛇模型的方法分割图像感兴趣区域;其次在分割后的图像上半自动地选取对应标记点;最后基于这些标记点采用移动最小二乘法的变形模型对图像进行变形,从而实现医学图像的配准.实验结果表明,该方法克服了手动选点难度大的缺点,提高了配准的精度,是一种有效的医学图像配准方法.     

渐进迭代逼近方法在曲线变形上的应用

目的 随着几何造型、计算机动画等领域的快速发展,曲线的自由变形技术在近年来受到了广泛的关注。为了获得更多有趣、逼真的变形效果,提出基于渐进迭代逼近与主顶点方法的曲线局部变形算法。方法 给定数据点集,首先采用渐进迭代逼近方法或是基于最小二乘的渐进迭代逼近方法产生待变形曲线;其次对待变形区域使用延拓准则,基于主顶点方法与待变形曲线的形状信息选取控制顶点进行调整;最后对调整后的控制顶点运用局部渐进迭代逼近方法生成逼近曲线,得到期望的变形效果。结果 此变形操作借助于局部渐进迭代逼近方法,具有较好的灵活性。通过茶壶、面部轮廓、手等数值实例,表明了该方法可以得到良好的变形效果。进一步地,借助于叠加变形还可以得到整体的、周期的、伸缩的等各类更加丰富的变形效果。结论 本文研究渐进迭代逼近在曲线变形上的应用,将主顶点方法引入曲线的变形之中,把两者相结合提出了基于渐进迭代逼近与主顶点方法的曲线局部变形算法。该算法不仅具备渐进迭代逼近方法的收敛稳定性,且借助于主顶点方法,可以得到较好的变形效果。该方法适用于曲线的局部变形,丰富了曲线的变形效果。     

葫芦烙画的计算机系统仿真

为了获得葫芦烙画图像的计算机仿真效果,对Efros等人提出的以区块为基础的纹理传输算法进行改进,并对传输结果图像进行了有效的融合处理。该方法首先在YCbCr颜色空间中进行图像间亮度相似性匹配,通过纹理传输获得烙画图像,对传输结果图像根据Levin的最小二乘法原理,设计了一种基于动态权重控制的16点约束图像变形算法,实现了烙画图像的变形控制,然后在lαβ空间中实现了图像融合。最后将融合结果图像与泊松图像编辑方法的融合效果进行了对比分析。实验结果表明,该算法所获得的仿真结果图像接近真实葫芦烙画图像效果。     

基于最小二乘网格的模型变形算法

针对自由变形技术难以保持模型细节的问题,提出一种基于最小二乘网格的模型变形算法.通过顶点位置约束的全局拉普拉斯光顺分解出表示模型低频信号的最小二乘网格,并求出高频信号在该网格上的编码;通过用户交互,基于均值坐标对最小二乘网格进行自由变形;根据最小二乘网格各顶点处局部标架在变形时的几何变换求出变形后的高频编码,通过解码求出变形后的网格模型.实验结果表明,该算法简单、高效且便于用户交互,有效地保持了模型的几何细节.     

基于特征的三维移动平滑变形

数字图象变形是图象处理领域中的一个热点,具有较大的实用价值。通过对基于特征变形算法的分析,在三维体素数据模型上,提出了一种基于特征的散乱点三维变形算法。在算法中首先采用移动平滑插值函数实现对变形扭曲的拟合,其次采用融合等方法提高变形的精度和效果,最后通过试验表明该算法是可行的。该算法不但可以实现三维变形,而且可以用于二维影像的处理。     

骨架驱动的MLS卡通角色变形

传统的基于移动最小二乘法(MLS)的图像变形方法中,由于没有考虑图像变形中的角色形状的拓扑关系,使得变形结果产生局部扭曲的现象.为此提出一种骨架驱动的MLS卡通角色变形方法.首先抽取图像中的角色,并对抽取出的角色模型进行三角剖分得到其网格模型;然后根据网格模型的拓扑关系手工输入骨架,并将模型的骨架自动绑定到该角色模型上;最后用户可交互地修改模型骨架,而骨架通过MLS将形变传递到整个角色模型上去.由于该方法是局部相关的,将每一个网格顶点绑定在相应骨架上,限定了全局骨架变形的影响,从而克服了变形失真现象.对比实验结果表明,文中方法可以使卡通角色的变形效果更加自然,具有广泛的应用前景.