基于纹理块连贯性的纹理合成技术

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。文章对基于样图的二维纹理合成技术进行了研究,有机结合了前人的一些观点,在此基础上提出了一种新的算法:在Efros和Liang提出的块拼接纹理合成算法的基础上融入Ashikhmin提出的基于位置相对性的合成技术,并加入与视觉相关的权值,得到了很好的视觉效果。     

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.     

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。     

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。     

GPU适用的并行纹理合成算法

基于样图的纹理合成是一个大计算量过程,为了利用GPU的并行计算能力进行大规模纹理合成,我们提出一种并行纹理合成算法.该算法综合块查找和全局纹理优化算法分多遍进行纹理的合成和优化,其中每一遍分为串行纹理块定位和并行最优块匹配2个阶段.纹理块定位阶段在CPU端按照扫描线顺序确定待合成的邻域,并将邻域位置传入GPU;最优块匹配阶段在GPU端并行计算待合成邻域与对应样本邻域的全局距离,并查找出最优解得到匹配块.最后根据匹配过程统计数据自适应调整优化规模,在全局范围内对纹理进行迭代优化.实验结果表明,文中算法在保证大规模纹理合成效果的基础上减少了计算时间,能够满足交互式纹理合成的应用.     

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．     

基于特征匹配的渐变纹理图像合成算法

近年来发展起来的纹理合成算法可以由小块纹理样图合成任意大小的纹理图像。合成的纹理图像虽然和样本纹理在视觉上相似且连续,但是缺少变化,因此需要有算法能使合成纹理图像产生需要的变化。文中借助输入样本图像的MIP图像和基于块的纹理合成,在边界的合成过程中加入了特征匹配以提高合成纹理图像的质量。实验结果表明,该算法可以在沿着纹理合成的方向上产生渐变的纹理图像,并通过特征匹配能够使合成的纹理图像在视觉是平滑过渡的。     

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.     

基于混洗蛙跳和粒子群优化算法的块自增纹理合成

针对基于样图的纹理合成技术,提出了一种基于混洗蛙跳和粒子群优化算法的块自增纹理合成方法。该方法在纹理合成过程中,通过选取尺寸按2的倍数不断增大的纹理块来提高纹理合成的速度,将混洗蛙跳算法和粒子群算法相结合,作为纹理块匹配的寻优策略,以提高纹理块的查找速度和全局搜索性能。实验结果表明,该方法在保证纹理合成质量的前提下,能够显著地提高基于样图的纹理合成速度,并能克服粒子群算法易陷入局部最优解的缺陷。     

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.     

一种局部曲面纹理合成的改进方法

在局部纹理映射加速曲面纹理合成的算法的基础上,提出通过方向经验模型分解算法对其进行改进.方向经验模型分解算法利用纹理固有方向,在局部纹理的合成区和映射区实现了无缝接的纹理合成。实验结果表明,该算法合成质量高、算法简单、运行快速,能够达到令人满意的合成效果。     

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.     

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。     

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。     

特征控制下的多样图地形纹理合成算法

针对三维虚拟室外场景的建模与绘制需求,提出一种多样图地形纹理合成算法。以地形数字高程模型数据和样图集为基础,根据用户自定义的纹理合成规则控制地形的高程值和坡度特征,并自动合成地形纹理。实验结果表明,利用该算法合成的纹理能够较好地反映自然界地形的分布情况,增强三维场景绘制的真实感。     

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.     

Accelerated Parallel Texture Optimization

Texture optimization is a texture synthesis method that can efficiently reproduce various features of exemplar textures. However, its slow synthesis speed limits its usage in many interactive or real time applications. In this paper, we propose a parallel texture optimization algorithm to run on GPUs. In our algorithm, k-coherence search and principle component analysis （PCA） are used for hardware acceleration, and two acceleration techniques are further developed to speed up our GPU-based texture optimization. With a reasonable precomputation cost, the online synthesis speed of our algorithm is 4000＋ times faster than that of the original texture optimization algorithm and thus our algorithm is capable of interactive applications. The advantages of the new scheme are demonstrated by applying it to interactive editing of flow-guided synthesis.     

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。