刘景[1]2003年在《基于样图的二维纹理合成技术研究》文中研究表明基于样图的二维纹理合成技术是近几年来计算机图形学的一个重要研究课题，Efros和Leung利用邻近点相关性强的特征，提出了非参数采样合成算法，对很多种纹理的合成都取得了不错的效果；Wei和Levoy对之进行了改进，避免了显式的概率函数构造而直接从样图中进行取样，使合成效率得到进一步的提高；基于相关性原理，Ashikhmin的算法把搜索范围限制在当前点的邻域，极大地提高了合成速度，对自然纹理获得了理想的合成效果；徐晓刚提出了一种多种子快速纹理合成算法，利用螺旋线状搜索代替按扫描线顺序的穷尽搜索，加速匹配过程；Efros于2001年提出的基于块缝合的纹理合成算法，把合成的基本单位由单个像素改成样图中的纹理块，对以往算法处理效果都不够理想的结构性纹理，各纹元间拼接质量很高。然而，探索一种既要有高的合成效率又要有高的合成质量的算法仍然是一件非常困难的工作。 本文首先对纹理合成技术的主要应用做了介绍，然后对当前一些较为典型的二维纹理合成方法进行了研究，并对它们的算法思想、能够处理的纹理范围和存在的问题等进行了对比和总结；给了一种对Wei和Levoy基本算法(简称WL算法)进行加速的方法。通过大量的实验表明，在合成质量与WL算法相近的情况下，该方法使WL算法的合成速度大幅度地提高，取得了良好的加速效果；运用统计分析的方法，针对采用MRF模型的基于样图的纹理合成算法，给了一种邻域大小自动识别的方法，进一步减少了纹理合成算法的参数输入数量，更方便了用户的操作。 论文最后对未来的工作做了简单介绍。
汤颖[2]2005年在《纹理映射、合成和压缩》文中指出纹理技术是计算机图形学中应用最广泛的重要技术之一，在不增加物体表面几何复杂度的情况下，它可以有效模拟和增强景物表面的细节特征。纹理技术在影视娱乐、虚拟仿真、产品设计等领域有着广阔的应用前景。本论文重点研究纹理技术的叁个关键问题：纹理映射、纹理合成和纹理压缩，主要工作及贡献如下：1． 纹理映射●提出了基于伯努力(Bernoulli)嵌入模型的纹理映射方法。该算法假设叁维网格和对应二维展平网格上点与点之间的关系，包括距离和相邻等关系，满足Bernoulli分布，通过最小化叁维空间和二维空间关系分布函数之间的距离，将叁维网格上点与点之间的关系有效地映射到二维参数域上，从而得到扭曲很小的参数化结果。为了保证参数化结果不出现叁角形翻转，对上述参数化结果进一步采用基于拉伸(stretch)的优化，只需少数几次迭代就能收敛到扭曲更小的有效参数化结果。●提出了基于径向基函数(Radius Basis Function)的带约束纹理映射算。该算法使用径向基函数插值用户给出的一系列约束点，从而得到满足约束条件的具有解析表达形式的纹理映射函数。由于本文选用的径向基函数具有最小化能量的性质，所以生成的纹理映射结果比较光滑。与以往的带约束纹理映射算法相比，该算法计算速度快，且得到精确满足约束条件的映射结果。2． 纹理合成●提出了一种新的基于用户控制的纹理合成算法。该方法适用于任意形状的二维平面区域和由叁角形组成的任意网格，可方便地控制纹理合成时方向和尺度的连续变化。对于任意平面区域情况，需剖分成较均匀的叁角网格，以剖分而得的叁角形作为基本的合成单元来进行合成。根据用户在此叁角网格上指定一些表示纹理方向和大小的矢量，在叁角网格上插值生成矢量场，此矢量场用来控制合成纹理的变化。对于每一块待合摘要成的叁角形，提取出检测模板作为合成查找的约束。此算法可以自然扩展到由叁角面片构成的任意叁维曲面，以叁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。本算法对二维和叁维纹理合成给出了统一的实现框架，可以在任意目标区域按照用户的要求生成令人满意的纹理合成效果。3.纹理压缩 .提出了一种新的针对纹理图像的编码算法—增量式纹理编码算法，并 实现了基于可编程图形硬件的实时解压绘制。该算法在图像压缩编码过 程中，根据规则对码表内容渐进动态增加，只有当已有码表内容不能表 示当前图像区域时，才增加码表内容。这种方法不仅能够对于自相似性 较强的纹理图像取得很高的压缩比，而且由于码表的动态更新特性，可 以对图像序列进行流式编码。在绘制纹理时，该算法充分利用了现有可 编程图像硬件的特性，实现了实时解压绘制。对于静态图像和动态图像 序列进行的实验结果表明此方法适于灵活有效的对各类纹理图像进行编 码。 .为了根据图像不同区域的重要度对图像进行自适应压缩，提出了基于重 要度驱动的图像编码算法。该算法根据重要度原则从纹理图像中选取一 幅或多幅样图并将这些样图作为码本来压缩纹理，该重要度原则综合考 虑了样图的压缩率、人眼对图像不同区域的敏感程度和由参数化引起的 纹理拉伸等因素。该算法在压缩纹理的同时可以完全保持与码本对应的 重要区域的图像细节和内容。对于单幅图像内不能被样图编码的小部分 剩余区域，算法采用矢量量化方法进行压缩;对于动态图像序列内不能 使用样图来压缩的区域，则采用上面介绍的可以灵活更新码表的增量式 纹理编码算法来进行编码。算法同样利用可编程图形硬件实现了对压缩 纹理的实时解压绘制。关键词:纹理映射，参数化，伯努力分布，径向基函数，纹理合成，用户交互，纹理压缩，图像编码，可编程图形硬件
马池[3]2013年在《基于样图的叁角网格模型纹理合成技术研究》文中进行了进一步梳理纹理合成是当前计算机图形图像、机器视觉等领域的研究热点之一,在大规模真实感场景绘制、计算机动画、虚拟现实等方面有着广泛的应用前景.基于样图的纹理合成是近年来发展起来的一种新的纹理合成技术,该技术将给定的小块纹理作为样本来合成大块纹理.随着叁维数字几何媒体的快速发展并进入应用领域,迫切需要一种在叁维模型上高效合成纹理的技术,以便在叁维模型上通过纹理来表现物体表面的细节从而弥补几何绘制的不足.基于样图的纹理合成技术的出现为叁维模型上的纹理合成提供了新的思路.本文致力于研究在叁维模型上合成纹理的技术,在分析、总结已有的基于样图的纹理合成算法的基础上,通过改进、加工提出了一种基于样图的叁角网格模型纹理合成算法,并通过Delaunay叁角剖分将该算法推广到任意二维平面区域的纹理合成上.该算法能够有效避免纹理的扭曲变形,实现了叁角网格模型纹理合成算法和二维平面纹理合成算法的统一.下面将本文所做的工作总结如下：(1)本文首先解释了纹理的概念,明确了纹理合成的对象,阐明了纹理合成的内容,揭示了基于样图的纹理合成技术研究的重要意义,认真分析了该技术的研究现状.深入研究了现有的几种典型的算法,对其算法思想和核心技术进行了认真总结,并指出了现有的基于样图的纹理合成技术存在的问题.(2)通过改进、加工已有算法,提出了一种基于样图的叁角网格模型纹理合成算法.该算法分为预处理阶段和合成阶段.在预处理阶段对纹理样图进行分析以获得纹理的结构信息.在合成阶段,以叁角面片为基本合成单元,在网格模型全局矢量场的引导下按照基于约束度的顺序逐片合成纹理直到整个网格被纹理完全覆盖.在这个过程中,叁角面片通过叁维旋转变换到纹理空间中,避免了通过局部参数化带来的纹理变形和扭曲.(3)通过对任意平面区域进行Delaunay叁角剖分,将叁角网格模型的纹理合成算法扩展到了二维纹理合成上.克服了传统二维纹理合成只能在矩形区域合成纹理的缺点,并且实现了叁维模型纹理合成和二维平面纹理合成算法的统一
成诚[4]2011年在《纹理合成算法研究》文中研究说明基于样图的纹理合成技术给定一个小的样图来生成大尺寸的纹理图,使其具有相似的视觉纹理特征。该技术在视频游戏、虚拟现实、计算机辅助设计等方面有广泛的应用前景,并成为计算机图形学研究的热点之一。本文在之前的研究基础上对纹理合成进一步研究。论文首先回顾了基于样图的纹理合成技术的发展历程,并对经典算法进行了介绍,分析了各算法的思想、特点以及不足。接着对二维纹理合成进行深入研究,相邻Wang Tile拐角处的匹配问题是获得更好合成效果的关键。为了解决这一问题,提出了一种改进Wang Tile的新方法。该方法使用一个新的纹理块来替换边界匹配纹理块的中心,并采用Image Quilting算法查找替换路径,从而生成Tile集合,继而合成大块纹理。所绘制的纹理效果克服了匹配问题,而且在某种程度上增强了纹理多样性。最后,我们深入研究了EM算法的全局优化纹理合成思想,提出了一种实体纹理生成思想,并将其应用于实体表面纹理生成。
莫艳法[5]2008年在《纹理技术及其在分形中的应用》文中研究表明分形理论是现代非线性科学研究中十分活跃的一个数学分支,在物理、地质、材料科学、计算机科学及工程技术中都有着广泛的应用。纹理、纹理分割、纹理合成及其应用是计算机图形学,计算机视觉和数字图像处理等领域的研究热点之一,近年来取得了长足的进展。本文在以分形为背景的前提下,研究纹理分割及合成的各项技术,通过参阅前人提出的各种算法,做出总结并推敲,提出一种利用线性插值获得连续纹理的新算法。算法的详细内容将在文章中具体描述。通过比较可以得出结论,利用本方法进行的纹理合成的过程不仅与以往算法存在着明显区别,而且获得的连续纹理保持了很好的连续性。本文布局分为四个部分:第一部分绪论,主要讲述本文研究理论背景、研究意义以及当前国内外分形和纹理各种技术的研究现状,当前存在的问题等。第二部分重点介绍分形理论。涉及到分形的来源、应用以及生成分形图的一些常用方法步骤并举出具体例子作为说明。这一部分内容是为纹理在分形中的应用作铺垫,是本文的核心内容之一。第叁部分讲述的是关于纹理,纹理映射,纹理分割、纹理合成各种技术。其中纹理分割与纹理合成是本章的核心内容。这一部分将着重介绍纹理分割以及纹理合成通常采用的算法。第四部分纹理的连续过渡。这一部分是在总结上述纹理合成算法的基础上,提出了一种用纹理合成新算法。本部分详细讲述本算法思想,生成步骤,最后给出实验实例。
江涛[6]2007年在《基于样图的纹理合成技术研究》文中指出基于样图的纹理合成技术(Texture Synthesis from Samples，TSFS)是近年来发展起来的一种新的纹理生成技术，它不仅克服了传统纹理映射方法的缺点，而且避免了过程纹理合成调整参数的繁琐，因而受到越来越多研究人员的关注，成为计算机图形学、计算机视觉和图像处理领域的研究热点之一。本文对基于样图的纹理合成技术进行了研究，提出了一些新的观点和算法。本文首先回顾了纹理合成技术的发展历程，对基于样图的纹理合成的经典算法进行了详细的介绍。接着对图像修复技术和随机顺序纹理合成算法进行深入分析，从图像修复的要求出发，对随机顺序纹理合成算法进行改进，提出了面向图像修复的随机顺序纹理合成算法，并将其应用到图像修复中，取得了良好的效果。讨论纹理的颜色信息和结构信息的作用，探讨在纹理合成过程中引入结构信息的方法，最后提出一种基于块的随机顺序纹理合成算法。对纹理合成过程中的控制问题进行了探讨，介绍了叁种可控纹理合成算法：大小渐变、方向变化、形状控制，并将它们都运用到WL2001算法中，使一种算法可同时具有叁种可控机制，可以得到更多的纹理合成效果。
韩伟东[7]2006年在《二维纹理合成算法及其应用研究》文中指出随着计算机技术的飞速发展,多媒体产品在人们的日常生活中变得越来越普遍,越来越重要,同时人们对其的要求也越来越高,图片要更清晰,虚拟场景要更逼真,甚至电影特技要更眩目。所有的一切,都对计算机图形学、图像处理、虚拟现实、计算机视觉以及真实感绘制等相关学科提出了更高的要求。纹理可以表现出物体表面丰富的细节特性,可以描述各种各样有着重复特性的自然现象。对于绘制合成图像、动画来等来说,纹理是至关重要的。因此纹理技术在上述相关领域中受到广泛的重视,并取得了蓬勃的发展。 本文在二维纹理的合成算法及其应用上进行了研究和探索,提出了基于块的L-邻域搜索纹理合成算法(Patch-based L-shaped Neighborhood Search(PBLNS))。PBLNS算法不仅简单快速,且对自然纹理和半结构纹理有很好的合成效果。在纹理合成的选取阶段,我们提出了一种基于块的L-邻域搜索算法,与以往的基于像素的L-邻域不同是,该算法构建基于块的L-邻域,在利用L-邻域减少搜索空间的同时,利用块能够保持纹理结构信息的特性来保证合成纹理的结构连续性和完整性。在纹理合成的拼接阶段,采用动态编程方法求出重迭区域上的最小误差边界,并利用羽化进一步光滑边界。 通过扩展PBLNS算法,本文还提出了新的约束纹理合成算法,该算法中我们把L-邻域扩充为正方形邻域,这样就能在合成约束纹理的右部和底部边界时,能够把右部和底部周围已存在部分包含进来,使得选择出的纹理块能够更好地与四周的纹理相融合,从而解决了在合成约束纹理时普遍存在的右部和底部边界不连续的问题。同时我们还给出了一些应用实例。 同样,通过扩展PBLNS算法,本文还提出了新的多样本纹理合成算法,该算法可以让用户根据不同的应用,采用不同的纹理特征进行匹配、选取,而不仅仅局限于颜色匹配,提高了多样本纹理合成的灵活性和适用性。另外,把多样本的混合权值从一维扩展为二维,从而能够很容易地实现各样本纹理特征在输出纹理中的布局。同时我们也给出了一些应用实例。
郑瑶函[8]2006年在《纹理元提取与纹理合成方法及其应用研究》文中研究指明纹理、纹理合成及其应用是计算机图形学,计算机视觉和图像处理等领域的研究热点之一,近年来取得了长足的进展。本论文就纹理合成算法及纹理合成的应用等方面展开了深入的研究,并取得了一系列成果。 二维纹理合成中比较成功且广泛应用的算法是基于块采样的纹理合成算法,该算法对多数纹理的合成效果良好,并可实时合成。但困难是在合成的过程中,需要根据经验,人工地选择采样块尺寸和重迭宽度等自由参数,因为自由参数过大或过小,都将导致合成结果不能保持输入样图的特征。本文针对自由参数选择的困难,通过分析总结出随机性纹理和结构性纹理的特征,并通过大量实验发现基于块采样的纹理合成中采样块尺寸可能存在的下界所满足的性质。进一步发现了随机性纹理应满足的两条特性,并给出了随机性纹理的纹理元定义。根据上述发现,对两种不同性质的纹理元设计了不同的方法提取纹理元:对结构型纹理元,利用其具备较为明显的边界特性,设计了基于图像分割的方法提取纹理元;对随机型纹理元提出了基于变尺度窗口特征跟踪的方法提取纹理元。实验证明,本文提出的方法对两类纹理元有较好的提取效果。同时给出了根据纹理元尺寸指导自由参数估计的两条原则,据此选择纹理合成时的自由参数。 对传统绘画艺术的计算机仿真是当前非真实感图形学领域的一个热门研究领域。对油画、水彩画等西画系的仿真研究,已经取得了可视化效果。近年来学者们对中国水墨画仿真研究业已取得了不少的成果。本文将纸张背景看作国画的重要组成部分,提出了一种基于花草照片的水墨画仿真方法:首先使用区域分割将照片前景与背景分离,计算标记图像,然后针对背景使用基于块采样的纹理合成算法模拟纸张背景,针对前景提出了基于扩散算子的水墨效果仿真方法,最后根据标记图像将前景和背景融合。实验结果已初步具有水墨画的韵味,是已有方法的有效补充。与基于画刷建模的交互式系统的方法相比,本文的方法更适用于没有绘画基础的人群。 本文得到西北工业大学研究生创业种子基金项目“基于内容的高性能纹理压缩与合成系统”,“高压缩比分形视频压缩理论及实用算法”,“基于分形的图像处理系统”的支持。
杨鹏[9]2010年在《用户指导下的多样图纹理合成算法研究及应用》文中提出纹理可以描述很多自然现象,在图形学真实感绘制中,纹理映射可以极大地增强绘制真实感。随着影视、游戏特效真实感要求的日益提高,单幅样图纹理信息已不能满足需求。多样图混合合成可以增加合成图中丰富的细节信息,是一个亟待解决的课题,并有广泛的应用场景。本文主要就多样图纹理合成问题做了深入的研究和探索,实现了多种样图信息在用户指导下的可控合成。为了更好地将多种样图信息在同一张合成图中展现,本文提出一种新型的样图组织结构,称为“样图树”。“样图树”结构将多幅样图按照尺度关系组织成树形结构作为纹理合成算法的输入。以往的多样图融合算法一般都靠算法自动合成,用户可控性差。本文提出在“样图树”的最高层采用用户控制图的方式,通过用户提供的控制图灵活指导多样图的合成。多种纹理信息按照用户的指导进行有规划的合成,提高了多样图纹理合成的可控性和灵活性。为了进一步改善合成图质量,本文采用双边滤波技术改进纹理分析阶段。改进之后的样图栈,称为双边滤波栈。双边滤波技术在图像平滑的同时可以很好地保持图像边界,这一特性优化了本文算法的合成结果。双边滤波栈改善了多种纹理混合的边界处理问题,并且能够使合成图中的纹理元素更清晰。本文对算法进行了加速优化。在基于像素合成算法中,为了计算最匹配像素点,根据MRF(马尔可夫随机场)模型,算法需要用到像素的邻域信息。而对于RGB叁通道图像,5 5邻域需要75维数据,为了降低算法复杂度,采用PCA主成分分析算法对邻域数据进行降维,提高程序的计算效率。此外本文还采用GPU并行加速技术对程序进行进一步加速优化。
江巨浪[10]2006年在《曲面纹理生成方法及实现的研究》文中提出曲面纹理绘制技术是绘制真实感图形最为常用的重要技术之一，它能有效模拟和增强景物表面的细节特征，而不需要增加几何模型的复杂度，在叁维游戏动画、虚拟现实、计算机辅助设计等领域有着广阔的应用前景。本文对生成曲面纹理的主要技术进行深入研究，内容包括纹理映射、实体纹理生成以及基于样图的曲面纹理合成。论文的主要贡献及创新之处如下： 1．对球面纹理映射算法进行深入研究，提出一种改进的半球面纹理映射算法。该算法以Bier与Sloan关于衡量球面纹理变形的准则为依据，引入面积等比约束，可使映射纹理的变形大为降低。并进一步将该算法的应用从半球面扩展到球面上任意区域的纹理映射。 2．对纹理映射方法进行深入研究，改进了传统方法中的S映射，有效降低了纹理变形；运用插值运算消除纹理接缝，取得了视觉上的纹理连续效果；并针对环形物体表面的纹理绘制问题，提出一种基于圆环中介面的两步纹理映射新算法。 3．提出一种基于样图的体纹理绘制新方法。该方法以木材体纹理为例，通过建立样图空间、体纹理空间和物体表面之间的几何映射关系，直接在物体表面绘制叁维实体木纹，可较好地表现出木材样图中的纹理细节与纹理特征，有效提高计算机绘制实体木纹的真实感与多样性。 4．针对曲面纹理合成的若干关键问题进行了研究与改进。提出一种面向纹理合成的网格优化算法，以提高纹理合成质量；提出一种基于高度排序的叁角形纹理块装配算法，以提高纹理地图集的空间利用率。还提出一种运用局部区域映射加速纹理合成的算法，大幅度提升曲面纹理合成速度。 5．设计并实现一个能够集成多种叁维表面纹理生成算法的实验系统。针对纹理图像的预处理问题，提出的两个改进算法：(1)提出一种保持图像亮度的局部直方图均衡算法用于纹理图像对比度增强；(2)构造了一种基于C~2连续Catmull-Rom样条函数用于纹理图像的实时缩放处理。
参考文献：
[1]. 基于样图的二维纹理合成技术研究[D]. 刘景. 河海大学. 2003
[2]. 纹理映射、合成和压缩[D]. 汤颖. 浙江大学. 2005
[3]. 基于样图的叁角网格模型纹理合成技术研究[D]. 马池. 南京师范大学. 2013
[4]. 纹理合成算法研究[D]. 成诚. 合肥工业大学. 2011
[5]. 纹理技术及其在分形中的应用[D]. 莫艳法. 兰州理工大学. 2008
[6]. 基于样图的纹理合成技术研究[D]. 江涛. 合肥工业大学. 2007
[7]. 二维纹理合成算法及其应用研究[D]. 韩伟东. 浙江大学. 2006
[8]. 纹理元提取与纹理合成方法及其应用研究[D]. 郑瑶函. 西北工业大学. 2006
[9]. 用户指导下的多样图纹理合成算法研究及应用[D]. 杨鹏. 天津大学. 2010
[10]. 曲面纹理生成方法及实现的研究[D]. 江巨浪. 合肥工业大学. 2006
标签：计算机软件及计算机应用论文; 图像融合论文; 二维论文; 网格系统论文; 算法论文;