基于纹理合成的水墨山水画自动绘制

通过分析中国山水画的一般创作技法,提出了基于纹理合成的水墨山水画绘制方法.将一幅图像作为控制图像,用于控制要绘制的区域轮廓和明暗色调;采集画家的手稿作为样本图像,通过纹理合成绘制出国画绘画中的各种皴、染笔触;在传统的纹理合成方法上,提出了一种目标控制的多级纹理合成算法,该算法能利用控制图像有效地控制纹理合成的结果.从而可以将一幅数字照片或简单的手绘图自动地转换成各种中国水墨画效果的图像.仿真结果证明了该方法对于各种山水画的绘制具有良好的效果.     

Wei-Levoy纹理合成算法的搜索带加速方法

Wei和Levoy于2001年提出的纹理合成算法是当前典型的基于样图的纹理合成算法之一，但该方法存在算法实现复杂、使某些纹理的合成质量大大降低等缺点。文章提出了一种新的通过设置搜索带减小搜索范围的方法对Wei-Levoy纹理合成算法进行加速，并取得了理想的效果。     

用户控制的纹理合成

提出一种基于用户控制的纹理合成算法．该算法适用于任意二维平面和任意拓扑的三维网格．可方便地控制纹理合成时方向和尺度的连续变化．对于任意平面区域需剖分成较均匀的三角网格，以剖分得到的二角形作为基本的合成单元来进行合成．根据用户在此三角网格上指定表示纹理方向和大小的矢量来插值生成矢量场，用以控制合成纹理的变化．该算法可以自然扩展到三维三角网格，以三角面片作为合成单元，合成后直接输出每个顶点的纹理坐标．该算法对二维和三维纹理合成给出了统一实现的框架．实验结果表明，该算法可以在任意目标区域根据用户的交互生成令人满意的纹理合成效果．     

螺旋线状搜索的快速块匹配纹理合成

为了避免纹理映射技术可能带来接缝走样的缺陷和过程纹理合成中复杂参数的调试,采用基于样图的纹理合成方法提出了一种新算法.该算法基于纹理的连贯性,在采用徐晓刚螺旋线状搜索算法的同时,结合了梁林的块拼贴纹理合成算法,即利用连贯性在样图中已合成纹理块位置向邻域扩展进行螺旋搜索,直到搜索到最佳匹配纹理块,然后进行纹理合成.大量实验结果表明,该算法与上述两种算法相比在合成效果上更加理想,合成时间也大大提高.     

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。     

基于条块拼接的快速纹理合成

针对离线纹理合成算法所生成纹理占用较多存储空间的问题,提出一种所生成纹理可紧凑保存的快速纹理合成算法.该算法相继沿垂直和水平方向以条块拼接的方式合成纹理,合成结果可表示为一系列切割路径的组合,仅需保存这些切割路径即可在渲染时实时重建出纹理图像.通过在预处理中计算得到一组误差小的平行切割路径,合成时无需进行匹配,使得合成速度大幅提高.该算法对于在水平和垂直方向具有自相似性的纹理具有较高的合成质量.     

纹理合成中的邻域大小自动识别算法

在许多采用马尔可夫随机场模型的基于样图的纹理合成算法中，邻域大小决定着这些合成算法的纹理合成质量和合成速度。但目前该参数是由用户根据目测的纹元大小进行试探性的设置，往往需要多次试探才能获得较为理想的邻域大小，设置起来非常不便。文章运用统计分析的方法，提出了一种邻域大小自动识别的算法。实验表明，在一个较宽的纹理范围内，该算法能够自动地识别出理想的邻域大小。     

基于结构的纹理合成

提出一种纹理合成算法，首先将经验模型分解(EMD)算法引入到纹理合成领域，对样本图像的纹理结构进行提取；然后应用分片采样算法和Markov随机场(MRF)模型生成输出纹理的结构，对于结构之间的空白区域，采用距离变换方法分片提取其不规则的形状并进行填充。实验结果表明，该算法不仅简单、快速、合成质量高，而且具有广泛的适用性。     

使用可变大小的邻域进行纹理合成

在许多采用马尔可夫随机场模型的基于样图的纹理合成算法中,邻域的大小决定着这些合成算法的纹理合成质量和合成速度。目前很多纹理合成算法都是在合成前人为选择或通过一定算法来选择邻域尺寸,在合成过程中就使用这个固定大小的邻域来合成纹理,但是固定大小的邻域通常会造成纹理特征混乱。本文提出一种新的纹理合成算法,该算法在合成过程中动态改变邻域大小来避免这个问题。针对每一个输出像素,它的邻域尺寸与这个邻域结构所有像素都相关,是动态改变的。实验表明,在一个较宽的纹理范围内,该算法能够自动为每一输出点自动地识别出理想的邻域大小,生成令人满意的纹理合成效果。     

利用相关性原理纹理合成的改进算法

针对Ashikhmin等提出的纹理合成算法存在时间开销大、容易出现接缝等问题,给出一种改进的基于相关性原理的纹理合成算法。将Ashikhmin算法基于像素点的纹理合成推广到基于块的纹理合成,在匹配过程中采用新的误差度量标准,加速了匹配过程,使纹理合成效果更符合视觉要求。通过仿真实验验证了该算法的有效性。     

结构张量的改进Criminisi修复

目的 针对传统基于样本块的图像修复算法中仅利用图像的梯度信息和颜色信息来修复破损区域时,容易产生错误填充块的问题,本文在Criminisi算法的基础上,利用结构张量特性,提出了一种改进的基于结构张量的彩色图像修复算法。方法 首先利用结构张量的特征值定义新的数据项,以确保图像的结构信息能够更加准确地传播;然后利用该数据项构成新的优先权函数,使得图像的填充顺序更加精准;最后利用结构张量的平均相干性来自适应选择样本块大小,以克服结构不连续和错误延伸的缺点;同时在匹配准则中,利用结构张量特征值来增加约束条件,以减少错误匹配率。结果 实验结果表明,改进算法的修复效果较理想,在主观视觉上有明显的提升,其修复结果的峰值信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）都有所提高;与传统Criminisi算法相比,其峰值信噪比提高了1~3 dB。结论 本文算法利用结构张量的特性实现了对不同结构特征的彩色破损图像的修复,对复杂的线性结构和纹理区域都有较理想的修复,有效地保持了图像边缘结构的平滑性,而且对大物体的移除和文字去除也有较好的修复效果。     

基于方向经验模型分解的纹理合成

提出的纹理合成算法首先将样本纹理通过方向经验模型分解求得其固有方向;然后在该方向上进行方向经验模型分解,获得一系列分解图像;在各级图像上应用方向经验模型分解提取出的特征值来搜索匹配块,采用相关搜索来完成各级图像的合成;将其进行合并,得到在该方向上的合成图像;最后沿固有方向进行逆旋转变换,得到最终的合成结果.实验结果表明,该算法不仅合成质量高,而且简单、快速.     

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LBP/C纹理分析的立体匹配算法

针对传统方法难以可靠估计图像中纹理单一区域像素点视差的问题,将纹理分析应用于立体匹配中,提出图像分块整体匹配的方法。首先用LBP/C纹理分析方法对图像纹理进行描述;然后进行基于区域生长的扩张检测,得到纹理单一图像块;最后对图像块进行整体匹配,得到纹理单一区域的稠密视差图。对国际标准图像进行测试,结果表明该算法能提高纹理单一区域稠密视差图的精度,具有实用价值。     

块拼接纹理合成算法在图像拼接中的应用

小面积图像往往满足不了人们在工作中的需求,很多时候人们需要是大面积的图像,因此就需要一种算法来将相关的小范围拍摄的图像拼接成大图像,即实现全景图拼接。文中从块拼接纹理合成出发,并对块拼接纹理合成算法进行改进,将块拼接的原理应用到图像拼接上,并对像素加入与人视觉有关的权值进行接缝处理。实验结果表明,该方法简单实用,对于基本的由不同方位拍摄的图像都可以通过本算法进行拼接,并通过对接缝处的处理,取得了较好的结果。     

An improved graph cut algorithm in stereo matching

In stereo matching tasks, the matching effect is often very poor when the texture of the region is weak or repeated. To solve this problem, an improved Graph Cut stereo matching algorithm based on Census transform is proposed. The Hamming distance of the corresponding pixels in the left and right images after Census transform is introduced as the similarity measure in the data term of the energy function. In this way, the dependence on the pixel value is reduced. The stereo matching experiments are implemented on the standard images of Middlebury stereo benchmark and the real scene images, and it demonstrates that our algorithm is robust and can obtain better performance in weak texture or repeated texture region.     

基于几何与图像混合绘制中的快速WARP变换算法研究

基于几何与图像的混合绘制中，3D Warp算法以严格的数学变换为基础，从而能够保证准确的投影关系，但该算法在实时绘制阶段需进行大量的数学运算，故其时间复杂度较高，该文提出了一种新的快速Warp变换算法，算法以3D Warp算法为基础，采用了崭新的投影过程，从而使时间复杂度较3D Warp算法有较大幅度的下降（降低约7．51倍）。同时，该算法是一种流水结构，能够有效利用现有的加速硬件，而无需改变图形硬件的体系结构。     

基于双目视觉的三维人脸重建方法

提出了一种基于双目视觉的三维重建方法,无须昂贵设备和通用模型。从校正后的图像中提取有效人脸重建区域以降低整体耗时。改进了Realtime局部立体匹配算法和基于种子视差约束的区域生长算法,融合Realtime阈值排序和置信度排序进行区域生长,提高了种子像素提取的可靠性和降低区域生长误匹配的可能性。最后,研究了纹理映射技术,提高了重建模型的逼真度。实验结果表明,该方法能够产生逼真光滑的三维人脸模型。     

基于立体匹配的低纹理图像重构算法

针对立体匹配中低纹理区域容易产生误匹配及传统动态规划固有的条纹问题,提出一种改进的基于双目立体视觉的低纹理图像三维重构算法。该算法首先基于像素间相似度和像素自身特异性计算匹配代价并引入一种自适应多边形支撑区域聚集匹配度。然后采用一种全局意义的简单树形动态规划进行逐点匹配。最后基于左右一致性准则运用一种简单有效的视差校正方法消除误匹配得到最终视差图。实验证明将算法运用于实拍低纹理灰度图像的匹配,得到轮廓光滑清晰的三维点云,说明该方法的适用性。     

多种子快速纹理合成

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纹理合成方法。但大多数只能处理部分纹理,而且相当费时,为此,提出一种新的纹理合成算法,该算法在样图中选取多个种子,并将其预置到合成图中作为实始匹配点,然后通过螺旋状路径,在初始匹配点领域搜索寻找新匹配点进行合成,以此循环,直至合成图充满为止,该方法大大加快了合成速度,与穷尽搜索法相比,合成速度平均可以提高360倍,特别是在亮度空间合成时,在合成图象质量与RGB空间结果基本相同的情况下,可以实现进一步加速,另外,该算法还可合成沿方向变化的纹理,对不同纹理进行合成实验,其结果令人满意。