基于样图的二维纹理合成方法研究

论文摘要

虚拟现实技术是涉及计算机辅助设计、计算机图形学、多媒体技术和人工智能等研究领域的一项综合技术，近年来一直是计算机科学研究、开发和应用的热点之一。虚拟现实领域在近些年取得了很大进展，一个重要原因是基于图像的绘制技术取得了长足的发展，利用图像可以获得几何模型无法体现的细节，弥补几何绘制的不足。纹理合成在基于图像的真实感绘制中占据着重要的地位，成为当今虚拟现实，计算机图形学和图像处理领域的研究热点之一。 纹理合成可以分为过程纹理合成和基于统计采样的纹理合成。基于统计采样的纹理合成算法大多基于MRF(马尔可夫随机场，Markov Random Field)模型，按照合成时空的不同可以分为二维图像纹理、曲面纹理和视频纹理的合成。 过程纹理合成通过对物体自然生成过程的仿真直接在曲面上生成纹理，如木纹，大理石纹等，可以获得非常逼真的纹理。但是过程纹理合成对每一种纹理都需要调整参数、反复测试，有的甚至无法得到有效的参数。 基于MRF模型合成纹理是近年来迅速发展起来的一种新的纹理合成方法。MRF模型认为纹理具有局部统计特征，即纹理中的任一部分都可以由其周围邻域完全决定。这类合成算法基于给定的一个纹理样本图像，可以合成任意大小的，在视觉上与样本纹理十分相似的新纹理，并可以根据物体表面的几何形状，通过拼接生成整个曲面的纹理，在视觉上具有一致连续性和完整性。这类方法代表了纹理合成方法的发展趋势。 本文对基于MRF模型的二维图像纹理合成方法进行了研究，提出了如下新的观点、算法及新的应用： 1．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。由此本文提出可变大小邻域的纹理合成算法，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。 2．本文实现并拓展了一种算法，纹理局部可变算法。现在，有很多新的纹理合

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 纹理与图像
• 1.2 纹理的分类
• 1.3 纹理合成的技术
• 1.4 研究背景
• 1.5 论文结构
• 1.6 本章小结
• 第二章 纹理合成方法概述
• 2.1 过程纹理
• 2.2 基于统计的采样方法概述
• 2.3 二维图像的纹理合成
• 2.3.1 二维图像的纹理合成
• 2.3.2 曲面纹理合成
• 2.3.3 视频纹理合成
• 2.4 本章小结
• 第三章 纹理合成技术的主要应用
• 3.1 约束的纹理合成技术
• 3.1.1 纹理修补
• 3.1.2 合成特殊效果图
• 3.2 大规模场景的纹理图像生成
• 3.3 纹理传输
• 3.4 多样图纹理合成
• 3.5 图像压缩
• 第四章 使用可变大小的邻域进行纹理合成
• 4.1 邻域设置的统计学分析
• 4.2 基于点的合成纹理方法描述与分析
• 4.3 可变大小的邻域进行纹理合成算法
• 4.4 实验结果与分析
• 4.5 讨论与进一步的工作
• 第五章 纹理合成过程中的局部控制
• 5.1 引言
• 5.2 算法描述
• 5.3 实验结果与分析
• 5.4 结论
• 第六章 纹理特征识别与纹理合成
• 6.1 纹理基元
• 6.2 基于特征识别的纹理合成
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论和未来的工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的学术活动
• 一、发表的学术论文
• 二、参加的学术研
• 三、参与的主要科研项目
• 致谢