一种大区域非均匀纹理合成方法

摘要

本发明属于计算机图像处理领域，涉及一种大区域非均匀纹理合成方法，包括：确定待修复区域，提取待修复区域边界，确定待修复区域的中心点，设定图像待修复区域中心点和边界点处的能量值；将图像待修复区域分成多个子区域；在各个子区域边界上取一个包含多配点的集合，且所有配点集合应包含待修复区域的中心点；选取一种径向基函数；对每个子区域分别求解各个配点的能量值；求解每个子区域上各点处的能量值；建立待修复区域的能量分布模型；确定方向性优先权系数，并结合信息量及结构性系数，定义新的优先权系数；纹理合成和修复。本发明能够减小误匹配，满足实际非均匀纹理图像大区域纹理合成的要求。

主权项

1.一种大区域非均匀纹理合成方法，包括下列步骤：(1)确定待修复区域Ω，提取待修复区域边界确定待修复区域Ω的中心点，将图像待修复区域中心点和边界点处的能量值g分别设定为1和0，区域外点的能量值设为-1；(2)将图像待修复区域Ω分成多个子区域Ω_i，i＝1，2，L Np，其中Np代表子区域的个数，将子区域Ω_i与其相邻子区域Ω_i+1的边界定义为Γ_i＝Ω_i I Ω_i+1；(3)在各个子区域边界Γ_i上取一个包含N_i个配点的集合且所有配点集合应包含待修复区域Ω的中心点；选取一种径向基函数，设中的每一个配点对应的径向基函数值为k＝1，2，L N_i；(4)对每个子区域Ω_i(1≤i≤Np)分别求解各个配点的能量值：设为第i个和第i-1个子区域的边界Γ_i＝Ω_i I Ω_i+1上第k个配点处的能量值，当第k个配点不在待修复区的边界上时取否则取0；为第i个和第i-1个子区域边界上的第k配点的能量值，当第k个配点不在待修复区的边界上时取否则取0；为第i个子区域与待修复区的交边界上的配点的能量值g；(5)求解每个子区域Ω_i(1≤i≤Np)上各点处的能量值u_i：定义u_i为第i个子区域Ω_i四周边界上所有配点能量的加权和，其求解公式为：$u_i=u_i^{*}+\underset{k=1}{\overset{N_i}{\Sigma }}{C}_k^i{U}_k^{i,i}+\underset{k=1}{\overset{N_{i-1}}{\Sigma }}{C}_k^{i-1}{U}_k^{i,i-1},$其中，Λ，Λ，和Λ，Λ，分别是N_i和N_i-1个待定系数，各变量之间满足关系式：$[\underset{k=1}{\overset{N_{i-1}}{\Sigma }}{C}_k^{i-1}\frac{{\partial U}_k^{i,i-1}}{{\partial n}_i}+\underset{k=1}{\overset{N_i}{\Sigma }}{C}_k^i(\frac{{\partial U}_k^{i,i}}{{\partial n}_i}-\frac{{\partial U}_k^{i+1,i}}{{\partial n}_i})-\underset{k=1}{\overset{N_{i+1}}{\Sigma }}{C}_k^{i+1}\frac{{\partial U}_k^{i+1,i+1}}{{\partial n}_i}]{|}_{{\Gamma }_i}=(\frac{{\partial u}_{i+1}^{*}}{{\partial n}_i}-\frac{{\partial u}_i^{*}}{{\partial n}_i}){|}_{{\Gamma }_i}{u}_i$的求解方法为：在Γ_i上取一个包含M_i个点的集合M_i≥N_i，将中的M_i个点带入关系式中，形成一个方程组，解此方程组可以获得和所得系数带入公式即可求得第i个子区域内部各点的能量值；(6)根据所求得的每个子区域Ω_i上的能量值公式，建立待修复区域Ω的能量分布模型，设p为待修复区域内一点，其能量值为V(p)；(7)根据能量分布V(p)确定方向性优先权系数S(p)＝1-V(p)；(8)将方向性优先权系数S(p)与信息量及结构性系数P(p)通过权重系数相结合，定义新的优先权系数T(p)；(9)根据新定义的优先权系数T(p)确定图像待修复区边界上的各像素点的填充顺序，依次对各个以对应像素点为中心的待修补块进行纹理合成和修复，直至完成为止，得到最终纹理合成图像。