基于矢量的时序图形图像处理技术的研究与实践

【摘要】： 随着Internet和WWW技术及其应用的日益普及，网络动画飞速发展， 使得时序图形图像在这一领域的研究日趋活跃。本文在分析了国内外时序 图形图像发展现状的基础上，对新兴的基于矢量的时序图形图像做了充分 的研究，构建了其数学模型，给出了从矢量表示到内在联系建立等一整套 解决方案，并对其进一步应用进行了探讨。 作者主要完成的工作有： （1）首次提出了建立时序图形图像内在联系的思想，目的在于改变目 前这一领域还处于把时序图形图像作为一个个静止图形图像单 独进行处理的现状，把时序图形图像的研究向智能化方向推进一 步。 （2）在数学模型的选择上，讨论了栅格结构的时序图形图像的处理模 型、栅格矢量混和模型、矢量轮廓线模型和矢量骨架线模型。提 出了骨架线—线宽模型，并充分论述和验证了新模型的优越性。 同时对新模型的应用前景进行了论述。 （3）在时序图形图像的矢量表示方面比较了最基本的轮廓线表示方 法和沈力等人提出的基于轮廓线表示法的改进方法，分析了基于 骨架线—轮廓线的表示方法，进而详细地介绍了本文提出的线跟 踪细化算法的改进算法，并以此算法为基础实现了时序图形图像 的骨架线—线宽矢量表示。 （4）在时序图形图像相邻帧的配准问题上，介绍了时间序列匹配最常 用的三种方法：ARMA模型法、离散傅立叶变换法、基于规范变 换的匹配方法：讨论了轮廓匹配法的两种常用方法——基于多边 第11页 摘 要 形轮廓的松弛迭代匹配法和基于多边形质心的多边形匹配法，并 对基于质心的多边形匹配法进行了改进，使之适用于时序图形图 像的匹配；最后引入了网络最大流量概念，提出了基于拓扑关系 的网络最大流量匹配法，并对两种匹配方法的实验结果进行了分 析比较。 （5）在中间帧内插方法方面，把关键点匹配引入计算机图形内插领 域，给出了轮廓关键点的确定方法，提出了一种解决了不规则图 形内插的新途径，最后讨论了不同速度的内插方法。 （6）提出了利用多边形拓扑关系建立时序图形内在联系的方法，并验 证了这种方法应用于时序图形时可以获得较好的效果。 大量实验结果表明：本文提出的建立时序图形图像内在联系的思想 是正确的，以此构建的骨架线一线宽矢量结构的时序图形图像处理方法， 在理论上和实践上都是可行的。