[发明专利]非均匀纹理迁移方法及装置

权利要求书

1.非均匀纹理迁移方法，其特征在于：通过输入样本及一组语义标注图，经过以下步骤生成目标纹理图：

(1)纹理结构提取：通过用户监督的方式提取纹理特征，从输入纹理样本中提取颜色和分布特征；

(2)多尺度迭代纹理合成：将纹理的颜色和分布特征集成到基于优化的纹理合成方法中，基于优化的纹理合成方法利用这些特征来约束纹理迁移目标函数，目标函数通过迭代搜索相似图像块，利用投票步骤合成纹理，最终生成满足用户需求的高质量非均匀纹理。

2.根据权利要求1所述的非均匀纹理迁移方法，其特征在于：所述步骤(1)包括以下分步骤：

(1.1)使用SLIC超级像素分割算法将语义图分割为多个超像素，将s定义为SLIC算法分割的超像素区域大小，且s＝λ_seg*n，其中n是图像中的像素数，λ_seg是用来控制超级像素的大小的参数；

(1.2)使用均值漂移算法Mean-Shift对所有超像素的平均向量进行聚类并进行编号；均值偏移算法的带宽表示为bw，并将bw的值固定为0.2，从而对不同语义进行编号并获得其精确区域，并将每个区域记录为r；

(1.3)对不同语义区域提取距离特征，分别对不同语义区域计算像素到区域轮廓的距离，距离的计算方式为公式(1)：

其中，Ω为不同区域组成的轮廓，dist(P)计算从像素p到最近的轮廓像素o(o∈Ω)的欧几里德距离。

3.根据权利要求2所述的非均匀纹理迁移方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下分步骤：

(2.1)使用随机映射对每个区域r的样本的相应区域初始化映射表φ，映射表φ的长宽等同于目标图像T，通道数为5，分别记录图像块的横坐标x，纵坐标y，旋转参数θ，缩放参数s，反射参数τ，该映射表为每个目标像素q分配一个样本图像块P；

(2.2)通过GPM算法来搜索给定T和S之间的最佳对应关系来最小化目标函数，为了扩大搜索空间以获得更好的结果，GPM算法允许样本中图像块P中的像素i进行几何变换，表示为公式(2)：

f(i)＝γδRΔi+p (2)

其中p是样本中图像块P的中心像素坐标，Δi表示i对于像素p的相对坐标，γ为缩放算子，参数为s，且s∈[s_min，s_max]，其中，s_min，s_max是缩放参数，δ为反射算子，参数为τ，且τ∈{-1，1}，R表示旋转矩阵，参数为θ，表示为公式(3)：

在最低分辨率的初始化目标图像之后，通过多尺度迭代的方法最小化目标函数，目标函数作为引导搜索相似块的准则，目标函数表示为公式(4)：

其中P是样本S中的图像块，Q是目标图像T中的图像块，P、Q均代表图像中5×5的图像块，所有图像块以向量形式进行计算；E_app、E_stru和E_dist分别为外观项、结构项和距离项，三者共同构成目标函数，用于GPM算法的相似块搜索步骤；

(2.3)对于目标图像中的每一像素q，其颜色计算方式为公式(9)：

其中i是图像块P中的第i个像素，w_c，i是图像块P的连续性权值，描述像素i处图像块的连续程度，w_r，h，i是图像块P的颜色直方图权值，描述像素i处的颜色对直方图的贡献，c_p，i是图像块P中第i个像素的颜色值；

w_c，i的计算方式为公式(10)：

其中，G是高斯核函数，σ是连续性范围，φ是从目标图到样本的相似块映射关系。

4.根据权利要求3所述的非均匀纹理迁移方法，其特征在于：所述外观项E_app计算样本和目标图像对S、T和图像块P、Q之间RGB三通道的L2范式差异，该项控制样本当前计算图像块和目标当前计算图像块的相似程度，计算两个标注块P、Q的平方差，表示为式(5)：

E_app(P，Q)＝||P-Q||² (5)。