图像变形理论与算法研究

论文摘要

图像变形技术是近几年来图像处理领域崛起的一个新分支,它主要研究图像中点与点之间的空间映射问题。利用图像变形技术可以产生各种特技效果,被应用于人脸检测、人脸图像合成、生物医学图像、电影、电视和广告媒体中。随着计算机图形学的发展,该方法不断发展,应用的领域将会越来越广泛。图像变形可以把一幅数字图像以一种自然、流畅、逼真的方式变换到另一幅数字图像。在变形的过程中,起始图像逐渐扭曲并变淡,终止图像逐渐显出。在这种光滑过渡中,中间帧既具有起始图像的特征,又具有终止图像的特征。本论文对图像边缘检测、基于特征线段对的图像变形、基于最优运输问题的图像变形等方面进行了深入研究,并最终得出了图像变形结果。在图像边缘检测方面,使用了小波变换取极值方法,通过进行多尺度分解,实现多尺度边缘检测。在基于特征线段对的图像变形方面,利用Hough变换提取出的特征线段对图像进行变形,用对应线段取中值的方法生成每幅图像的变形图像,再进行颜色叠加,生成最终变形图像。在基于最优运输问题的自动变形的算法方面,把改进的Monge-Kantorovich公式运用到了图像变形的问题中,用交融混合方法计算出中间图像序列,得到了令人满意的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 图像变形的研究现状
• 1.2.1 基于网格的图像变形算法
• 1.2.2 基于域的图像变形算法
• 1.2.3 基于能量的图像变形算法
• 1.2.4 几种图像变形算法的比较
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第2章 基于小波变换的图像边缘检测算法
• 2.1 图像的小波分解
• 2.2 边缘检测
• 2.3 基于小波变换的边缘检测算法
• 2.4 实验结果与分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于特征线段对的图像变形算法
• 3.1 霍夫变换的基本原理及其应用
• 3.1.1 霍夫变换的直角坐标系方程
• 3.1.2 霍夫变换的极坐标方程
• 3.1.3 霍夫变换的应用
• 3.2 传统霍夫变换的局限性及改进算法
• 3.2.1 传统霍夫变换的局限性
• 3.2.2 改进的霍夫变换
• 3.2.3 改进的霍夫变换算法
• 3.3 基于特征线对的图像变形
• 3.3.1 单幅图像变形
• 3.3.2 两幅图像间的图像变形
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于特征线段对的区域边界划分
• 4.1 区域边界划分在图像变形中的应用
• 4.2 区域划分
• 4.3 扭曲函数
• 4.3.1 区域边界扭曲函数
• 4.3.2 区域扭曲函数
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于最优运输问题的图像变形算法
• 5.1 蒙热-康托罗维奇问题
• 5.2 基于最优运输问题的图像变形
• 5.2.1 MP映射的初始化
• 5.2.2 非旋度MP映射
• 5.2.3 映射最小化
• 5.3 基于最优运输问题的图像变形的实现方法
• 5.4 实验结果
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢