[发明专利]一种图像的纹理合成方法及装置

说明书

本发明涉及一种图像的纹理合成方法及装置，属于图形、图像处理技术领域，包括以下步骤：1)从样本纹理中随机选取一个纹理块作为初始输出图像；2)从样本纹理中选取满足重叠区域中像素误差绝对值小于最大像素误差绝对值的纹理块构成纹理块集合，从纹理块集合中随机选择一个纹理块作为待拼接纹理块；3)选取最小代价缝合路径的累积误差小于设定阈值时对应的重叠度，按照该重叠度将待拼接纹理块拼接到输出图像的当前待拼接位置，并在最小代价缝合路径上对输出图像和待拼接纹理块同坐标的像素进行混合处理；4)重复步骤2)和3)，直至纹理图像合成完整。解决了现有的纹理合成中存在的准确度低、合成效率差的问题。

技术领域

本发明涉及一种图像的纹理合成方法及装置，属于图形、图像处理技术领域。

背景技术

纹理合成是指利用给定的纹理样本，合成与样本具有相同结构特征和多样性的纹理图像的过程，是为了解决纹理映射中存在的接缝走样等问题。

纹理合成技术最早是纹理映射，就是将纹理图片贴到目标物体的表面来增加真实感，或者形成特殊的效果。此后发展到第二个阶段——过程纹理合成阶段，在这个阶段，首先要对纹理的特征进行分析，并根据这些特征来构造新的纹理，这个过程有点类似纹理合成的最后一个阶段：基于样图的纹理合成，利用给定的样本纹理，合成大面积的纹理图像，基于样图的纹理合成解决了前两个阶段中纹理接缝走样的问题，是目前纹理合成技术的研究热点。

基于样图的纹理合成是根据纹理相似性的原理，由样本中取出的小块纹理合成与样本相似而又不同的大块纹理，一般可以分为基于像素和基于块拼接的两种纹理合成方法。采用基于块拼接的纹理合成方法进行纹理合成过程中，有两个关键参数的设置对合成结果有着重要的影响：纹理块尺寸和重叠度大小。这两个参数分别影响纹理合成图像的结构特征和纹理块边界的接缝。在传统的基于块拼接的纹理合成方法中，在对重叠度大小进行设置时，一方面，对于重叠度大小的设置通常是通过反复实验或者人工经验来确定的，准确性低；另一方面，不同的纹理样本需要重复设置重叠度参数，进行实验，然后确定一个合适参数进行纹理合成，合成效率比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像的纹理合成方法及装置，解决了现有的纹理合成中存在的准确度低、合成效率差的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：本发明提供了一种图像的纹理合成方法，该合成方法包括以下步骤：

1)从样本纹理中随机选取一个纹理块作为初始输出图像；

2)从样本纹理中选取满足重叠区域中像素误差绝对值小于最大像素误差绝对值的纹理块构成纹理块集合，从纹理块集合中随机选择一个纹理块作为待拼接纹理块；

3)选取最小代价缝合路径的累积误差小于设定阈值时对应的重叠度，按照该重叠度将待拼接纹理块拼接到输出图像的当前待拼接位置，并在最小代价缝合路径上对输出图像和待拼接纹理块同坐标的像素进行混合处理；

4)重复步骤2)和3)，直至纹理图像合成完整；

所述步骤1)和步骤2)中选取的纹理块的大小是根据纹理块各灰度值的累积频率与样本纹理对应灰度值的累积频率的相似性确定。

本发明通过计算纹理块拼接时最小代价缝合路径对应的像素累积误差，根据像素累积误差确定重叠度的大小；最后根据重叠度大小进行纹理块的匹配和拼接，实现图像的纹理合成。针对不同的样本纹理，通过自适应选取重叠度大小的方式，省去了人工测试的步骤，提高了纹理合成过程中的准确度，实现了良好的合成效果。

进一步地，为了准确获取合适的待拼接纹理块，提高图像处理精度，最小代价缝合路径的累积误差的计算公式为：

e(x，y)＝|(C1(x，y)-C2(x，y))|

E(x，y)＝e(x，y)+min(E(x-1，y-1)，E(x，y-1)，E(x+1，y-1)