基于小波分解和纹理基元的三维表面纹理编辑

论文摘要

纹理编辑是近年来国内外一个比较活跃的研究领域,原因在于纹理编辑在计算机视觉、图像处理及计算机图形学等领域占有重要的地位和广阔的应用背景。比如在布料、软体家具包装、汽车内饰等产品表面设计的过程中,以及影视特效制作、电子游戏等行业,都需要对大量的表面纹理图像进行编辑操作。纹理编辑主要是通过对图像表面纹理进行着色、变形、混合等操作,产生与原输入图像具有不同纹理特征的新图像。目前二维纹理的编辑技术研究已经取得了不错的效果,但是其输入和输出都是二维的,还不能反映光照和视角改变下的相应图像纹理的变化。三维表面纹理编辑理论主要研究三维表面纹理在不同光照条件和视角角度下的纹理表现,并根据三维表面几何特征、反射特性及基本元素的变化,来生成任意大小、任意光照条件及任意观测角度下的新的纹理图像,从而产生最具真实感的效果。本论文从纹理基元和小波变换两种方法对三维表面纹理自相似编辑进行了研究。其主要思想是根据三维表面纹理的表示图像的像素邻域之间的自相似性,对表示图像进行涂色、混合、纹理元素变形等一次性编辑操作,再通过绘制编辑后的表示图像,生成不同光照及观测角度下的新纹理图像。通过多个实验纹理数据结果研究证明了本论文提出的基于小波分解和纹理基元的三维表面纹理编辑是有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 本文的研究内容
• 2 文献综述
• 2.1 纹理编辑
• 2.2 三维表面纹理表示方法
• 2.3 重光照表示方法
• 2.4 纹理基元texton
• 2.5 小波变换在图像处理领域的应用
• 3 纹理编辑技术
• 3.1 纹理编辑简介
• 3.2 相似性度量
• 3.3 纹理自相似特征
• 3.4 二维纹理编辑技术
• 3.5 双向纹理函数BTF
• 4 纹理基元texton
• 4.1 texton
• 4.2 基于texton的三维表面纹理自相似编辑
• 4.3 实验结果
• 5 小波变换理论
• 5.1 小波变换的历史与现状
• 5.2 傅立叶分析和小波分析
• 5.2.1 傅立叶变换
• 5.2.2 小波变换
• 5.3 连续小波变换
• 5.4 离散小波变换
• 5.5 多分辨率分析与正交小波
• 5.5.1 尺度函数与尺度空间
• 5.5.2 多分辨分析
• 5.5.3 正交小波变换
• 6 基于小波分解的三维表面纹理自相似编辑
• 6.1 算法描述
• 6.1.1 样本纹理图像的小波分解
• 6.1.2 小波系数的压缩
• 6.1.3 小波系数相似性度量
• 6.1.4 小波系数的编辑
• 6.1.5 小波重构
• 6.2 实验结果
• 7 总结及展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文