基于Chamfer距離的保結(jié)構(gòu)紋理合成方法
【專利摘要】基于Chamfer距離的保結(jié)構(gòu)紋理合成方法，包括：先將紋理樣圖S和紋理特征圖Fs合并成一張四通道的圖片S'，每個像素的格式為RGBA；S'的RGB通道存儲樣圖的顏色值，A通道存儲樣圖對應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征圖中的標簽值；接著初始化輸出圖R'，從S'隨機選取一塊區(qū)域復(fù)制到R'的左上角；R'同樣有四個顏色通道，RGB通道存儲輸出紋理圖的顏色值，A通道存儲輸出紋理圖對應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征圖中的標簽值；然后按掃描線順序逐塊合成輸出圖R'：對于當(dāng)前待合成的塊，計算其與樣圖中各個塊的邊緣區(qū)域的距離，將距離滿足閾值的樣圖中的塊作為候選塊；再從這組候選塊中，隨機選擇一個塊放到待合成的位置，并與已合成區(qū)域形成一定的重疊區(qū)；在重疊區(qū)中找到一條最小誤差縫合路徑，沿此路徑將新選擇的塊縫合到輸出紋理中。
【專利說明】 基于Chamfer距離的保結(jié)構(gòu)紋理合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于樣本的紋理合成技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于樣本的紋理合成技術(shù)根據(jù)輸入的紋理樣圖合成視覺上與樣圖類似的任意大小的紋理圖案，它是計算機圖形學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一?；跇颖镜募y理合成技術(shù)廣泛應(yīng)用于紋理映射、圖像編輯、圖像類比等方面。
[0003]基于樣本的紋理合成技術(shù)主要分成基于像素的合成和基于塊的合成?；谙袼氐暮铣擅看螐臉訄D選取一個像素點復(fù)制到目標紋理圖案中，基于塊的合成則是每次從樣圖中選取一塊連續(xù)的紋理區(qū)域。通?；趬K的合成相較基于像素的方法可以更好地保持連續(xù)紋理區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)，并且執(zhí)行效率優(yōu)于基于像素的合成，本發(fā)明采用基于塊的合成方法?；趬K的紋理合成方法將相鄰重疊的邊緣區(qū)域內(nèi)容作為約束，在樣本紋理中查找最相似的紋理塊，以往的最相似紋理塊查找僅僅考慮顏色度量距離下的匹配紋理塊，然后通過尋找最小誤差路徑或顏色融合的辦法解決進一步相鄰重疊區(qū)域邊界之間的不連續(xù)和縫隙。這些方法對于隨機紋理圖案效果較好，可以在一定程度上減少紋理塊之間的不連續(xù)，但是對于含有較強結(jié)構(gòu)性紋元的紋理，仍然會在某些合成區(qū)域產(chǎn)生紋元結(jié)構(gòu)不連續(xù)的效果，從而影響圖像合成的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要求克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，提供一種新的基于塊的紋理合成方法，該方法在查找匹配塊時不僅考慮紋理的顏色信息，還要考慮紋理的結(jié)構(gòu)特征，解決了在合成結(jié)構(gòu)顯著的紋理時出現(xiàn)的紋元結(jié)構(gòu)不連續(xù)的問題，從而提高了紋理合成的效果。
[0005]本發(fā)明所述的基于Chamfer距離的保結(jié)構(gòu)紋理合成方法,步驟如下:
[0006]第一步:將紋理樣圖S和紋理特征圖Fs合并成一張四通道(即每個像素的格式為RGBA)的圖片S’。S’的RGB通道存儲樣圖的顏色值，A通道存儲樣圖對應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征圖中的標簽值。
[0007]第二步:初始化輸出圖R’，從S’隨機選取一塊區(qū)域復(fù)制到R’的左上角，如圖3所示。R’同樣有四個顏色通道，RGB通道存儲輸出紋理圖的顏色值，A通道存儲輸出紋理圖對應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征圖中的標簽值。
[0008]第三步:按掃描線順序逐塊執(zhí)行下述步驟合成輸出圖R’，具體包括:
[0009]3.1收集當(dāng)前待合成塊的邊緣區(qū)域L和樣圖中所有可能的塊的邊緣區(qū)域{Ls I Ls e S}；
[0010]3.2計算邊緣區(qū)域L與樣圖中所有邊緣區(qū)域{LS|LS e S}的距離；本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于這里的距離計算不僅計算L與Ls間的歐氏距離，也計算它們間的Chamfer距離。歐氏距離表示邊緣區(qū)域顏色的相似度，使用RGB通道的值計算。Chamfer距離表示邊緣區(qū)域紋理結(jié)構(gòu)的相似性，使用A通道的值計算。[0011]本發(fā)明邊緣區(qū)域間的歐氏距離如公式(I)表示
[0012]
【權(quán)利要求】
1.基于Chamfer距離的保結(jié)構(gòu)紋理合成方法，步驟如下: 第一步:將紋理樣圖S和紋理特征圖Fs合并成一張四通道的圖片S’，每個像素的格式為RGBA ;S’的RGB通道存儲樣圖的顏色值，A通道存儲樣圖對應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征圖中的標簽值； 第二步:初始化輸出圖R’，從S’隨機選取一塊區(qū)域復(fù)制到R’的左上角；R’同樣有四個顏色通道，RGB通道存儲輸出紋理圖的顏色值，A通道存儲輸出紋理圖對應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征圖中的標簽值； 第三步:按掃描線順序逐塊執(zhí)行下述步驟合成輸出圖R’: . 3.1收集當(dāng)前待合成塊的邊緣區(qū)域L和樣圖中所有可能的塊的邊緣區(qū)域ILs I Ls e S}； . 3.2計算邊緣區(qū)域k與樣圖中所有邊緣區(qū)域{LS|LS e S}的距離；距離計算包括計算Lr與Ls間的歐氏距離和Chamfer距離；歐氏距離表示邊緣區(qū)域顏色的相似度，使用RGB通道的值計算；Chamfer距離表示邊緣區(qū)域紋理結(jié)構(gòu)的相似性，使用A通道的值計算； 邊緣區(qū)域間的歐氏距離de(Ls，Lj如公式(I)表示
【文檔編號】G06T11/40GK103714561SQ201310738949
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】湯穎, 史曉穎, 范菁, 肖廷哲 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)