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图像变形计算方法及其应用

计算机辅助设计与图形学学报 2011年第8期23卷 1304-1310页

作者：王守觉梁先扬中国科学院半导体研究所神经网络实验室北京100083 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所高维仿生信息学及其应用实验室苏州215123

为了通过几何变形和颜色混合插值来实现2幅图像之间的过渡,采用自定义的三角形坐标系,提出一种图像变形计算方法.首先给出了三角形坐标系的定义,阐述并证明了其关于几何变换的一些定理,使得拓扑变形易于实现,可应用在图像变形技术中;然... 详细信息

为了通过几何变形和颜色混合插值来实现2幅图像之间的过渡,采用自定义的三角形坐标系,提出一种图像变形计算方法.首先给出了三角形坐标系的定义,阐述并证明了其关于几何变换的一些定理,使得拓扑变形易于实现,可应用在图像变形技术中;然后描述了基于三角形坐标系的图像变形算法.通过一组人脸表情的合成与移植和另一组变脸技术应用的例子,证明了文中方法的有效性.

关键词：三角形坐标系图像变形几何变换拓扑变形

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真实图像可变形风格迁移的研究与应用

真实图像可变形风格迁移的研究与应用

作者：唐稔为电子科技大学

学位级别：硕士

随着漫画和游戏等娱乐方式的兴起,掀起了对普通照片进行艺术化处理的热潮。过去常见的图像卡通化方式是由专业人员手绘,制作完成一幅精美的卡通图像需要耗费他们大量的时间和精力。随着商业需求的增加和深度学习技术的崛起,如何利用神... 详细信息

随着漫画和游戏等娱乐方式的兴起,掀起了对普通照片进行艺术化处理的热潮。过去常见的图像卡通化方式是由专业人员手绘,制作完成一幅精美的卡通图像需要耗费他们大量的时间和精力。随着商业需求的增加和深度学习技术的崛起,如何利用神经网络来快速便捷地对人脸照片进行漫画化已成为计算机视觉的热门研究领域之一。算法要求在保持图像内容不变的同时,将其绘画风格转变为卡通风格或者漫画风格。相较于普通图像,人脸结构较为精细,需要在面部进行密集转换,但现阶段的算法在进行人脸卡通化时并未将重点放在人脸区域,而是对于整幅图像进行转换,因此常出现重要特征丢失或者五官不清晰的问题。同时,由于面部具有丰富的语义信息,现有的卡通化算法缺乏对于图像语义上的约束,因此常常存在语义丢失、色彩过渡不自然的问题,使得生成的卡通化图像质量较差。此外,大多算法只关注了图像的纹理和颜色变化,忽视了图像形状的改变,导致生成图像缺乏漫画特征。针对上述一系列问题,本文在图像卡通化和漫画化方面进行了深入研究,主要包括以下三个方面:（1）提出了一种基于注意力机制的图像卡通化算法。该方法基于生成对抗网络,通过在生成器中加入注意力机制实现对于面部的密集转换,进一步突出面部重要特征,加强生成器对于图像的控制。此外,在网络中使用超像素算法,强调图像的语义信息,使得转换后的图像可以保持语义的不变性。同时,引入引导滤波去除图像噪音,避免图像色彩出现不自然的情况,并且可以保持图像轮廓,确保其结构完整性。（2）提出一种真实图像可变形风格迁移算法。设计了一个形变网络,其可以自动生成一组稀疏控制点并基于控制点对图像进行扭曲。将训练后的形变网络加入到风格迁移模块中,使得生成的图像不仅具有漫画图像的纹理和色彩,同时在形状上也接近于漫画图像。（3）设计了一个真实图像漫画化系统。该系统的实现基于本文所提出的算法,可以对拍摄的照片或者上传的照片进行便捷地卡通化或者漫画化。从商业的层面肯定了本文算法的价值以及应用前景。

关键词：图像漫画化图像变形生成对抗网络

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基于图像变形网络的小样本图像分类算法研究

基于图像变形网络的小样本图像分类算法研究

作者：周芷晴北方工业大学

学位级别：硕士

图像分类是深度学习中主要研究领域,利用大规模数据对模型进行训练,取得了较好的结果。然而,现实生活中诸多领域的图像样本数量极其稀少且获取成本高,基于小样本学习的图像分类任务虽然取得了一定的成果,但仍然存在着灵活性不高和泛化... 详细信息

图像分类是深度学习中主要研究领域,利用大规模数据对模型进行训练,取得了较好的结果。然而,现实生活中诸多领域的图像样本数量极其稀少且获取成本高,基于小样本学习的图像分类任务虽然取得了一定的成果,但仍然存在着灵活性不高和泛化能力不强等问题,在样本过少的情况下难以达到较高的分类准确率。因此,利用小样本学习进行图像分类算法研究的意义不言而喻。围绕上述问题,本文开展了基于图像变形网络的小样本图像分类算法研究,设计基于图像变形网络和图像分类网络的端到端的网络,利用图像变形网络实现数据增强,并利用图像分类网络验证分类效果,保证对数据集的有效扩充,本文具体研究工作内容如下:（1）基于改进图像变形元网络的小样本图像分类算法:本文中图像变形主要是将支持集图片与辅助图片进行图片融合得到变形图片,从而实现样本级上的数据增强。由于支持集图像和辅助图片的相似度直接影响融合图像的质量,对数据增强效果和图像分类结果具有较大影响,因此设计合适的选取融合图片策略对结果有较大益处。通过欧式距离和关系网络两种度量方式相互配合,选取与支持集图像更靠近的图片,提高图像分类准确度和鲁棒性。在图片融合过程中,不仅考虑每个图片区域的融合权重值,并且考虑图片每个RGB通道的权重值,保证融合过程更加灵活,融合图片更利于图像分类。在mini-Image Net数据集上进行实验,实验结果表明改进网络的分类准确率有一定程度的提高。（2）基于动态自适应融合策略的图像变形网络:本次工作将动态自适应融合策略引入到图像变形网络中,由之前对图像均等分割方式,改成对图像采用不均等分割方式,从而保证图像变形的灵活性,也更好地保留原始图像的主要特征,达到有效的数据增强的目的,同时提高图像分类准确率。最后在mini-Image Net数据集进行实验,实验结果表明网络综合性能得到了有效提高。

关键词：图像分类小样本学习图像变形关系网络动态自适应

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飞人:利用基灵矢量场的图像高保真变形

计算机辅助设计与图形学学报 2016年第8期28卷 1333-1340页

作者：杜振龙赵中武李晓丽郭延文南京工业大学计算机科学与技术学院南京211816 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210023

为了把常态实拍人物图像参考指定姿态变形为跳、飞奔、飞跃的"飞人"效果,提出一种利用基灵矢量场的图像高保真变形方法.该方法利用改进的GrabCut算法提取待变形的目标人物;通过语义骨架匹配算法把人物骨架与姿态模板骨架进行匹配;利用... 详细信息

为了把常态实拍人物图像参考指定姿态变形为跳、飞奔、飞跃的"飞人"效果,提出一种利用基灵矢量场的图像高保真变形方法.该方法利用改进的GrabCut算法提取待变形的目标人物;通过语义骨架匹配算法把人物骨架与姿态模板骨架进行匹配;利用骨架约束基灵矢量场实现图像变形,从而达到实拍常态人物图像变形为跳、飞奔、飞跃等效果.实验结果表明,文中方法能够处理人物图像间的变形,有效地把人物图像参照姿态模板进行变形,效果真实.

关键词：图像变形基灵矢量场保真骨架语义匹配

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利用控制线段的实时图像变形方法

计算机辅助设计与图形学学报 2010年第12期22卷 2067-2072页

作者：黄武姚淑波关胜亮夏时洪中国科学院计算技术研究所前瞻中心北京100190 中国科学院研究生院北京100049 河北科技师范学院信息学院秦皇岛066004

为了使用户能够通过在图像上选择一些控制句柄来操控图像的变形行为,提出一种使用线段作为控制句柄的实时图像变形方法.该方法按照控制线段的长度对网格的边长进行适当缩放,以产生相似变换的图像变形结果;图像变形过程中,在保持用户给... 详细信息

为了使用户能够通过在图像上选择一些控制句柄来操控图像的变形行为,提出一种使用线段作为控制句柄的实时图像变形方法.该方法按照控制线段的长度对网格的边长进行适当缩放,以产生相似变换的图像变形结果;图像变形过程中,在保持用户给定约束的情况下,尽可能保持图像网格边界顶点的拉普拉斯坐标和图像网格内部顶点的中间值坐标.最后通过实验验证了文中方法的有效性和实时性.

关键词：图像变形拉普拉斯坐标中间值坐标相似变换

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非对称径向基函数与稳定边界图像变形算法

计算机辅助设计与图形学学报 2004年第6期16卷 747-752页

作者：李旭东张振跃浙江大学数学系杭州310027

提出了一种基于非对称径向基函数的图像变形算法 ,该算法克服了基于对称径向基函数算法中由于对称径向基函数的全局性导致的图像边界变形过大的不合理变形现象实验结果表明 ,文中算法简单、有效 ,得到的变形图像既具有基于对称径向基... 详细信息

提出了一种基于非对称径向基函数的图像变形算法 ,该算法克服了基于对称径向基函数算法中由于对称径向基函数的全局性导致的图像边界变形过大的不合理变形现象实验结果表明 ,文中算法简单、有效 ,得到的变形图像既具有基于对称径向基函数算法所得的变形图像的光滑性 ,又具有良好的局部变形效果。

关键词：图像变形图像扭曲径向基函数奇异值分解矩阵低秩逼近

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基于区域划分的一种新的图像变形算法

华中科技大学学报（自然科学版） 2005年第10期33卷 47-49页

作者：刘春利容太平罗芳芳华中科技大学医院湖北武汉430074 华中科技大学电子与信息工程系湖北武汉430074

针对图像变形过程中,经典像素填充算法复杂度高,矩形填充算法不能直接对非规则区域进行填充等缺点,提出了一种基于区域划分思想的填充算法.通过区域划分,填充区域变成规则的矩形区域和小块的非规则区域.对于矩形区域利用标准的矩形填充... 详细信息

针对图像变形过程中,经典像素填充算法复杂度高,矩形填充算法不能直接对非规则区域进行填充等缺点,提出了一种基于区域划分思想的填充算法.通过区域划分,填充区域变成规则的矩形区域和小块的非规则区域.对于矩形区域利用标准的矩形填充算法进行填充,对于非规则区域提出一种新的基于预测的像素填充算法.该算法思想可适用于任意形状区域的填充,在填充效率上非常接近仅适用于矩形区域填充的标准矩形填充算法.

关键词：图像变形区域划分像素填充预测算法

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特征点提取及图像变形在语音动画中的应用

计算机工程 2005年第9期31卷 179-181页

作者：牛晓松王洵万寿红中国科学技术大学计算机科学技术系

使用改进的基于图像库方法HMM方法进行人脸语音动画合成过程中,为了保证结果视频流的平滑真实,在相应音素的图像帧之间进行插值产生中间帧就成为语音动画中十分重要的部分。该文介绍了从相应语音的图像帧中提取特征区域进而对其中的特... 详细信息

使用改进的基于图像库方法HMM方法进行人脸语音动画合成过程中,为了保证结果视频流的平滑真实,在相应音素的图像帧之间进行插值产生中间帧就成为语音动画中十分重要的部分。该文介绍了从相应语音的图像帧中提取特征区域进而对其中的特征点进行定位,从而将特征区域根据需要进行划分并在前后对应音素的图像帧中进行变形进而得到流畅自然的语音动画效果的工作模块。

关键词：特征点提取图像变形语音动画

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用于人脸表情图像与动画合成的图像变形方法

武汉大学学报（信息科学版） 2007年第9期32卷 796-799页

作者：李旭东浙江财经学院数学与统计学院杭州市学源街18号310018

基于传统图像变形的人脸表情合成方法,在对由闭口的表情图像到开口露齿的表情图像进行中间状态的表情合成时会失效。为克服这一不足,提出了一种更适用于人脸表情图像与动画合成的图像变形方法。该方法引入了掩蔽图像的概念,并提出了对... 详细信息

基于传统图像变形的人脸表情合成方法,在对由闭口的表情图像到开口露齿的表情图像进行中间状态的表情合成时会失效。为克服这一不足,提出了一种更适用于人脸表情图像与动画合成的图像变形方法。该方法引入了掩蔽图像的概念,并提出了对掩蔽图像的变形方法,修正了传统图像变形方法的变形公式。实验结果显示,该方法能自然、逼真地合成出由闭口的表情图像到开口露齿的表情图像的中间状态表情图像。

关键词：图像变形人脸表情合成虚拟现实计算机动画