[发明专利]一种改进的按行纹理合成加速方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纹理合成技术，尤其是按行纹理合成加速方法的改进，属于图形图像处理技术领域。

背景技术

基于样图的纹理合成技术(Texture Synthesis from Samples，TSFS)是继纹理映射、过程纹理合成方法之后发展起来的一种新的纹理合成技术。其原理为：基于给定的小区域纹理样本，按照物体表面的几何形状，拼合生成任意大小的纹理图像。

TSFS技术有两大类：基于点的纹理合成和基于块的纹理合成。基于点的纹理合成方法，采用Markov Random Field(MRF)模型进行纹理合成，MRF模型认为纹理具有局部统计特征，即纹理中的任一部分都可以由其周围部分(即邻域)完全决定，对于大多数纹理，MRF模型能够很好地描述纹理的特征，提升了样图纹理合成的质量，但是由于每合成一个像素都要搜索一遍样本图，运算量非常大，处理的速度也很慢。基于块的纹理合成方法，其每次合成一个方形的区域，通过寻找最佳纹理块和按最佳缝合线拼接最佳纹理块来产生新的纹理，大大提高了合成速度，同时还避免了点合成过程中的模糊效果，对纹理结构保持的较好。但该方法存在的问题也非常明显，它会出现纹理块的重复效应，有时边界不匹配，从而导致了合成质量较低的问题。虽然该合成方法的合成速度相比点合成有了一定的提升，但在实际的运用中还是速度较慢无法达到实时合成的效果。

在基于块的纹理合成中，具有代表性的为Image quilting方法。它是一种基于块拼接的纹理合成方法。该方法的主要步骤如下：

(1)在输入的纹理样本图中任取一块纹理块B1，放在目标纹理图中，然后在纹理样本图中查找新的一块B2，查找方法为：①按照扫描线顺序，在纹理样本图中移动纹理块的左上角的位置，即从纹理样本图的(0，0)坐标开始，按照扫描线顺序把每一个点作为纹理块的左上角顶点，遍历纹理样本图。②对每个纹理块，按照重叠区宽度overlapWidth找到其与在目标图中已经合成块的重叠区，在已合成的块中的重叠区记为B1ov，在当前找到的纹理块中的重叠区记为B2ov，计算重叠区域误差Error，用重叠区域内对应像素的颜色差值平方和Sum-of-Squared Differences(SSD)来度量该误差，计算方法为：

Error=Σi,j∈overlap[(R1ijov-R2ijov)2+(G1ijov-G2ijov)2+(B1ijov-B2ijov)2]]]>

式中，和是内对应像素的RGB颜色值，和是内对应像素的RGB颜色值。③找出重叠区域误差在误差容忍度Tolerance范围内的纹理块的集合，然后随机在该集合中挑选一个纹理块作为新找到的最优纹理块B₂。