纹理合成技术研究

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,可以避免以往方法中的接缝,走样,需要参数调整等问题,在图像编辑,计算机动画,数据高倍压缩,网络数据的快速传输,大规模场景的生成以及真实感和非真实感绘制等方面具有广泛的应用前景,从二维图像,曲面,视频3个方面,对基于样图的纹理合成方法进行了综述,分析了几种典型的合成算法,讨论了现有算法存在的问题和进一步的发展方向。     

用于人体运动合成的运动纹理模型

本文提出了一种新的用于人体运动合成的运动纹理（Motion Texture)模型。该模型使用统计方法自动分析人体运动捕捉数据，并且可以合成与原始数据在统计特性上相同的人体运动。运动纹理模型是一个两层统计模型，其中包含的两层分别由一组运动基元和这些基元的统计分布组成。模型中用线性动态系统来表示单个运动基元。运动基元的统计分布由相关转移矩阵来描述。本文详细地讨论了如何通过最大似然准则来学习运动纹理模型的方法，并给出了如何用运动纹理模型自动合成复杂的人体运动序列的算法。通过使用运动纹理模型，可以实现对复杂人体运动在不同层次上的编辑。既可以在运动基元层次上修改运动细节，也可以在更高的层次上实现编辑。本文给出了使用运动纹理模型合成舞蹈动作的一些实验。这些实验验证了模型的有效性。     

一种基于自适应块拼接的纹理合成方法

纹理合成是当前计算机图形学、计算机视觉和图像处理领域的研究热点之一。本文在MRF模型和已有块拼接技术的基础上提出了一种自适应块拼接算法,该方法在全局最优的前提下进行不同大小纹理块的拼接,并使图像中的像素带有与视觉相关的权值,不仅在保证合成速度的同 时得到了更好的合成效果,而且从理论上统一了逐点合成和逐块合成两种基本方法。     

三角网格曲面纹理合成技术研究

纹理合成是真实感图形绘制中重要的技术.对由三角网格组成的曲面模型,提出了一种基于表面三角块矢量场的纹理合成方法.首先用矢量加平滑方法来计算曲面上每个三角块上的纹理方向矢量,并根据这些纹理方向来合成纹理;然后在样本纹理空间按扫描线顺序搜索样本纹理空间,找出最匹配的纹理坐标;算法用队列作为存取结构,并且结果保存在队列中,达...     

用于动态序列合成的运动纹理模型

提出了一种新的用于动态序列合成的分层统计模型——运动纹理模型．该模型使用统计方法自动分析动态序列，可以合成与原始样本数据统计特性相同的新的动态序列．运动纹理模型是一个两层模型．其中包含的两层分别为基元层和基元分布层．模型中用线性动态系统来表示单个基元．而对基元的统计分布则由相关转移矩阵来描述．该文详细地讨论了如何通过最大似然准则来学习运动纹理模型的方法，并描述了如何用运动纹理模型自动合成动态序列的过程．该文通过使用运动纹理模型合成舞蹈动作和视频序列的一些实验验证了该模型的有效性．     

基于梯度的纹理合成

为避免纹理映射引起的接缝和扭曲,近几年人们提出了一些基于样图的纹理合成方法,但大多数算法仅考虑两个匹配块之间对应元素的颜色差别作为评价相似性的量度,对于一些纹理图像,找到的不是最佳的匹配块,因此合成后,没有得到令人满意的效果.为此,提出一个新的纹理合成算法.不仅考虑了颜色的相似性,还加入了梯度,把颜色和梯度作为衡量两个匹配块之间的相似性量度,使得找到的匹配块与样本中待匹配的块之间的相似性程度有所提高.经实验验证,获得比较理想的效果.     

一种实体纹理的设计方法和实现

一个实用的实体纹理系统不仅应用有清晰的模型,还要求纹理的效果丰富,易于扩展和实现,本文在分析实体纹理的概念和计算原理的基础上,给出了一种将实体纹理分三步实现的方案,然后纹理参数进行了分类,给出了一个纹理数据结构的组织方法,最后讨论了这种方案的实际应用。     

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Hybrid-Tiles的快速纹理合成

本文介绍了一种基于Hybrid—Tiles的快速纹理合成方法,将混合纹理合成中的无效像素重合成算法用于Wang—Tiles的生成中,生成了视觉效果更好的Hybrid—Tiles。使用Hybrid—Tiles能实时的合成具有视觉真实感的任意大小的纹理。     

二维纹理合成算法优化研究

基于已有的二维纹理合成算法,提出了基于样图纹理合成的优化算法。在合成过程中,通过多种子点选择、以螺旋状路径在原图中搜索新匹配点、边界扩充、L2距离计算优化等技术加速合成过程,提高合成质量,实验结果取得了令人满意的效果。     

应用PSO的快速纹理合成算法

应用PSO的快速纹理合成算法是一种高效的纹理合成算法,应用粒子群优化(PSO)算法对基于块采样的纹理合成算法的搜索匹配过程进行了改进,改变了原算法的全遍历搜索过程,在不影响合成质量的前提下加快了合成速度．本算法对于按序和随机的各种应用都能在一台中等的PC机上几秒内合成高质量的纹理．并对算法执行中的粒子数、迭代次数对合成速度和合成效果的影响进行了详细的分析．     

基于运行时纹理合成的纹理画刷

纹理画刷是一种交互式纹理生成工具,能够在用户控制下生成所需要的纹理.本文提出了一种基于运行时纹理合成的纹理画刷实现算法.纹理合成采用逐块合成的方式,每次将整个样本图以选定的位移放置到合成图中,然后用Graph Cut来决定最终的输出区域.在预处理过程中计算得到两个相同样本图间的最佳切合位移集合,在合成过程中,贴块位移搜索范围限定在由此集合及用户控制所决定的一个很小的范围内,使合成速度达到实时.另外通过对"孤立块"采取"虚拟贴块法"选取贴块位移,较好地保持了画刷所生成纹理的一致性.实验结果表明该纹理画刷的纹理生成速度满足与用户交互的需求,且生成纹理的质量高.     

基于纹理延伸和三角块拼接的快速曲面纹理合成

对相邻的已合成三角形个数为1的待合成三角形使用"纹理延伸"的方法进行纹理合成;对相邻的已合成三角形个数大于1的待合成三角形采用梯形模板匹配的三角块拼接方法进行纹理合成.实验结果与理论分析表明,该算法合成质量较高,合成速度较现有方法提高了1/3.     

一种新型纹理图像生成方法研究

利用人工神经网络BP算法 ,提出了一种新型纹理图像生成方法。其技术关键在于正确选取能够全面描述纹理的特征函数 ,并建立有效的人工神经网络模型。生成纹理图像时只需给出原始纹理图像 ,系统将自动计算图像的特征函数并做为BP网络输入 ,便可输出图像的灰度向量 ,生成纹理图像。实验结果表明 ,该方法适合于生成多种纹理图像 ,取得了令人满意的效果。     

TSL—A Texture Synthesis Language

TheTexture Synthesis Language (TSL) is a new high-level graphics language which provides tools for defining and generating regular and random (irregular) synthetic textures. The textures are used to fill in planar regions or can be mapped onto other surfaces. The building block for generating textures is a texture tile, i.e., a rectangular matrix oftexels (texture elements). The programmer constructs texture tiles utilizing predefined constant tiles, user-defined tiles, and texel-based operations. Tiles can be transformed and combined in various ways, and can then be used to tessellate planar polygons.This work was partially supported by the National Science Foundation under grant DCR-86-03603     

基于纹理谱的纹理分割方法

纹理分析是图象处理中的一个重要领域。本文提出一种基于纹理谱特征分割纹理图象的方法。它首次将纹理谱特征与区域生长算法结合起来，从而实现了无监督的纹理分割。纹理谱特征具有对方向性敏感等优点，基于纹理谱的纹理图象分割取得了良好效果。     

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。     

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。     

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。