基于MLS的图像变形技术研究与实现

发布时间：2017-04-13 20:14

  本文关键词：基于MLS的图像变形技术研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：图像变形是一种依据一定约束条件,生成变形映射函数进而产生平滑、逼真、自然的变形效果的图像处理技术。该技术广泛被应用于影视动漫制作、虚拟现实、医学图像处理、图像融合等领域。本文对基于特征点的移动最小二乘法(Moving Least Squares, MLS)的图像变形技术进行了研究和改进。 本文首先讨论了图像变形技术的历史和发展并对不同控制特征的图像技术进行分析比较,然后着重研究了图像变形技术中基于点的图像变形技术：基于MLS的图像变形,本文对该变形技术的数学模型进行了分析；并对基于移动最小二乘法的图像变形的三种变换方式：仿射变换、相似变换和刚性变换进行分析比较。 在MLS的图像变形基础上,本文对该技术的变形效果和算法复杂度两方面进行了改进,用可变权重函数代替了固定权值函数,使得变形效果可被定制。另外,本文改变了传统正向映射和反向映射的变形映射插值方法,提出新的映射插值方法,从而提高了映射效率。 为了验证本文所研究的图像变形技术的效果,本文在i0S平台上实现了基于MLS的图像变形系统。系统通过手工交互设置控制点集,移动控制点集的位置使图像产生变形,生成图像的相似变换和刚性变换。出于对系统表现以及用户体验的考虑,本文研究了基于OpenGL ES技术的一种加速算法。通过着色器编程技术,通过并行运算实现算法加速。实验表明,该方法可以使图像产生平滑、真实、自然的变形,获得较满意的效果。
【关键词】：图像变形 移动最小二乘法 着色器编程 变形函数
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 论文课题的研究背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 本论文的主要研究内容和章节安排12-14
• 1.3.1 主要研究内容12-13
• 1.3.2 章节安排13-14
• 第二章 图像变形技术14-33
• 2.1 变形技术14
• 2.2 经典图像变形技术14-23
• 2.2.1 基于控制网格的图像变形算法15-19
• 2.2.2 基于控制线段的图像变形算法19-21
• 2.2.3 基于控制点的图像变形算法21-22
• 2.2.4 不同表达特征的图像变形算法的比较22-23
• 2.3 基于移动最小二乘法的图像变形23-33
• 2.3.1 最小二乘法23-26
• 2.3.2 加权最小二乘法26-27
• 2.3.3 移动最小二乘法27-30
• 2.3.4 基于移动最小二乘法的图像变形算法30-31
• 2.3.5 基于点的MLS图像变形算法小结31-33
• 第三章 基于点的改进MLS图像变形算法33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 基于移动最小二乘法的图像变形的三种变换方式33-37
• 3.2.1 仿射变换33-34
• 3.2.2 相似变换34-35
• 3.2.3 刚性变换35-36
• 3.2.4 三种变换的比较36-37
• 3.3 映射插值方式37-40
• 3.3.1 正向映射37-38
• 3.3.2 反向映射38
• 3.3.3 改进的映射方法38-40
• 3.3.4 三种映射方法的比较40
• 3.4 权重函数40-44
• 3.4.1 可变的权重函数41-43
• 3.4.2 多种权值函数的图像变形效果比较43-44
• 3.5 运算时间优化44-45
• 第四章 图像变形系统设计与实现45-63
• 4.1 系统介绍45
• 4.2 系统设计环境45-48
• 4.2.1 iOS框架46-47
• 4.2.2 iOS SDK47-48
• 4.2.3 开发语言Objective-C48
• 4.3 系统实现功能48
• 4.4 系统结构模块48-53
• 4.4.1 变形基础模块49-50
• 4.4.2 权重函数模块50
• 4.4.3 变形映射模块50-51
• 4.4.4 OpenGL ES模块51
• 4.4.5 交互控制模块51-52
• 4.4.6 社交模块52-53
• 4.5 系统执行流程53-57
• 4.6 图像变形加速技术57-62
• 4.6.1 基于OpenGL ES的图像变形加速算法58-59
• 4.6.2 CUDA平台59
• 4.6.3 本系统GPU加速的具体实现59-61
• 4.6.4 GPU加速前后对比61-62
• 4.7 系统分析62-63
• 第五章 总结与展望63-66
• 5.1 全文总结63-64
• 5.2 未来展望64-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于MLS的图像变形技术研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：304380