可視媒體編輯與重用關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中具有豐富的可視媒體資源。目前，這些海量的可視媒體已經(jīng)廣泛應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實(shí)、影視制作、計(jì)算機(jī)游戲、動畫生成等多個(gè)領(lǐng)域中。將現(xiàn)有可視媒體素材經(jīng)編輯與處理后廣泛重用于影視動畫制作中，這不僅能提高可視媒體素材的利用率和使用水平，而且還在很大程度上降低了制作成本?？梢暶襟w素材的高效重用是以研究可視媒體的編輯工具集為出發(fā)點(diǎn)，相應(yīng)的，對可視媒體素材的深度開發(fā)、及時(shí)處理和有效利用，一方面大大增加了可視媒體素材的數(shù)量，為

2、影視動畫制作提供更加豐富的可視媒體資源;另一方面通過對可視媒體素材的復(fù)用處理，可以提高影視動畫創(chuàng)作與生成的效率。
　　 圍繞可視媒體編輯與重用技術(shù)中的若干熱點(diǎn)問題，本文通過分析紋理的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和利用圖像/視頻中的紋理特征對2D紋理合成、流體動畫模擬和灰度圖像彩色化等方面展開了相應(yīng)的研究，并實(shí)現(xiàn)了相關(guān)算法。論文工作取得了以下創(chuàng)新性研究成果:
　　 (1)提出了一種基于特征描述的快速紋理合成方法?；趬K的紋理合成技術(shù)是從給定的

3、樣本紋理中生成一幅新的紋理，但是這種方法存在的問題是由于不精確的相似性度量導(dǎo)致塊重疊區(qū)域出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的誤匹配。在本文中，我們提出一種拓展的度量機(jī)制測量結(jié)構(gòu)的相似性，該方法在樣本塊采樣過程中能夠找到最佳匹配塊。我們首先引入層的概念通過給每個(gè)像素賦權(quán)值描述像素的關(guān)聯(lián)性，然后構(gòu)建方向場捕獲紋理特征內(nèi)在的方向和布局。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該方法能夠顯著地減輕已合成紋理中結(jié)構(gòu)特征的不連續(xù)。
　　 (2)提出了一種基于基元分布的周期紋理合成和設(shè)計(jì)方法。

4、由于人的視覺敏感于結(jié)構(gòu)和周期性特征，因此，我們通過使用基元的分布進(jìn)行紋理合成。給定一樣本紋理，紋理分析過程是分割紋理成單個(gè)的基元，以及在樣本紋理中檢測每一個(gè)基元以至于通過建立連通性分析基元之間的相鄰關(guān)系;紋理合成過程是在用戶指定的畫布上通過重組已分割的基元產(chǎn)生一新的、更大的紋理圖像，即基于已構(gòu)建的基元間的相鄰關(guān)系合成新的2D基元分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文提出的方法擅長于合成近似規(guī)則的紋理，并能很好地保持其潛在的規(guī)律性。
　　 (3

5、)提出了一種基于樣本視頻編輯的單幅圖像的流體動畫合成。通過全局地傳遞樣本視頻的流體運(yùn)動，我們從單幅靜止圖像中合成連續(xù)的流體動畫序列。給定一幅具有似流場景的目標(biāo)圖像，alpha遮片用來表示圖中的似流體區(qū)域。我們需要調(diào)整用戶給定的樣本視頻，從而產(chǎn)生符合這個(gè)感興趣區(qū)域的流體運(yùn)動。基于構(gòu)建的流體視頻庫，我們通過變形視頻幀的光流場來獲得目標(biāo)圖像的流場信息，此時(shí)，該視頻幀與目標(biāo)圖像具有非常相似的場景。由此，我們自動地分配流場的方向向量和速度值。實(shí)驗(yàn)

6、結(jié)果已經(jīng)證明，本文提出的方法能夠在合成的動畫中很好地保持較大尺度的流體特征，且能夠生成高質(zhì)量的連續(xù)流體動畫。
　　 (4)提出了一種基于可并行圖像分割的灰度圖像彩色化及相關(guān)應(yīng)用。給定待上色的灰度圖像，我們首先采用監(jiān)督分類算法建立每一像素點(diǎn)與已分割樣本彩色圖像中各區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系，從而為各像素點(diǎn)分配顏色。結(jié)合基于空間關(guān)聯(lián)的濾波，我們僅保留具有較高置信度值的像素點(diǎn)的顏色值，這個(gè)即為灰度圖像的調(diào)色板。此外，我們采用基于紋理的可變水平集圖