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自然景物模拟的动态纹理研究与实现

刘霞  
【摘要】:本文采用时间序列分析方法以及统计思想分析视频中信息的统计特性和事物的动态特性,建立景物的动态模型——状态空间模型,研究状态空间模型生成动态纹理的机理,采用了一种次优的方法解决该模型参数求解难的问题,分析模型各个参数对图像序列的作用,并用于对动态纹理进行编辑,最后用Matlab实现动态纹理,生成的新的图像序列与原始视频具有相似的动态特性。主要研究内容如下: (1)动态纹理的生成机理。根据实际对真实感的需求和对算法合成计算量的限制,用时间序列分析方法,分析如何建立自然景物的动态纹理的状态空间模型,使得动态纹理的合成就非常简单、自然。 (2)动态纹理模型的求解。在动态纹理的状态空间模型基础上,分析模型解的特点和意义,求解模型的三个矩阵元素A、B、C,从而得到这三个元素所构成的状态空间模型—动态纹理模型。 (3)动态纹理编辑。在一定条件下,改变参数来调整模型的三个矩阵元素,达到对仿真对象时间意义上变化过程的编辑、起到互动效果。试验中,用320×220像素的100帧的烟图像序列。通过定性的观察和定量的分析,得出这三个参数的应用确实起到改变图像的精细粒度、运动速度、噪声强度的作用。 (4)动态纹理的实现。用动态纹理建模和编辑的思想实现对自然景物——火的动态纹理生成,最终用Matlab编程实现动态纹理的过程。 (5)动态纹理应用。对实际应用中对动态纹理最终效果非常有影响的因素,如通道的选择、动态纹理与场景的融合等进行分析,通过几组动态纹理的生成效果最终验证本文所研究的方法有效性。 最后,对本文研究工作进行总结,并对下一步的研究工作进行展望。


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