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纹理合成是当前计算机图形学、计算机视觉和图形图像处理领域的研究热点之一。它在大规模场景的绘制、图像压缩、图像编辑、科学计算可视化等诸多领域都具有重要的应用价值。人们通常是通过扫描仪或数码相机获取纹理,这些纹理图像一般大小有限,对于复杂大型的三维场景表面,就需要重复映射多次才能将其覆盖。对于没有严格周期性的纹理图像,单纯地重复拼接会造成纹理块之间明显的接缝及重复。为此,人们提出并发展了基于样本的纹理合成技术。这种方法可以描述为:给定一小块纹理,纹理合成技术可以生成与这个小块纹理视觉效果类似的大块纹理。而且这种技术可以在三维场景表面直接合成,从而避免纹理映射产生的走样。基于样本的纹理合成技术一般可分为基于像素的纹理合成技术和基于块的纹理合成技术。由于基于块的纹理合成技术以包含多个像素的块作为纹理合成的操作单元,因此合成速度很快,且能较好地保持纹理中大尺度的结构信息,是目前纹理合成技术中探讨的热点方法。本文针对基于样本的纹理合成技术进行研究,致力于开发一种适用于块合成方法的优化算法,使块合成方法能够得到更加有效地运用,本文主要工作包括:
■在基于块的纹理合成方法中,对于同一幅样本纹理,采用不同的块参数(包括块的形状、大小以及相邻块之间的重叠区域的宽度)进行合成,在合成质量、合成速度上的差别很大。为此,我们深入分析了块参数变化趋势对纹理合成质量的影响。
■从纹理自身的结构信息特征出发,提出了有效的度量方法,以反映纹理块参数对纹理信息特征的表达能力。在此基础上,我们提出一个自适应的计算方法,能为样本纹理找到合适的优化合成参数,使得块合成方法能合成高质量的纹理。这样,将有力地提高块合成方法的效率。