误差扩散采样新方法研究及其应用

批准号:
61370112
项目类别:
面上项目
资助金额:
72.0 万元
负责人:
周秉锋
依托单位:
学科分类:
F0209.计算机图形学与虚拟现实
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯洁、黄渭平、丁忆、熊晓亮、肖旺裕、赵皎皎、陈瑜、郝璐
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中文摘要
误差扩散是图像半色调和蓝噪声采样中的常用方法,传统误差扩散算法仅适用于二维空间中单通道信号的处理,在本项目中,将对误差扩散在新领域中的发展和应用进行深入研究,提出一系列采样和图像处理的新方法。 本项目中首先将提出一种多类误差扩散算法,同时对多通道输入信号进行采样,并保证每个通道、以及各通道叠加后的采样点分布都具有蓝噪声性质。在此基础上还将研究它在彩色图像半色调、向量化等方面的新应用。其次,针对具有明显方向性特征的采样空间,还将提出一种新颖的各向异性误差扩散采样算法,通过采样密度函数及各向异性方向来描述空间中的特征,对误差扩散参数进行调节,生成具有各向异性且能保持特征的采样点分布。最后还将研究三维体数据上的误差扩散采样,根据体数据的特点对误差扩散的关键步骤进行拓展,从而产生三维蓝噪声采样结果。 本项目研究内容是本领域中的前沿问题,可以预期取得具有学术价值的研究成果,同时也具有广泛的应用前景。
英文摘要
Error-diffusion is a frequently used method in image halftoning and blue-noise sampling. Traditional error-diffusion methods can only process single-channel signals in 2D image. In this project, a series of novel methods for sampling and image processing will be proposed, which will expand the use of error-diffusion methods into new areas and applications. First, we will present a multi-class error-diffusion algorithm, which can perform sampling on multi-channel input signals simultaneously, and ensure the blue-noise property in each individual channel and their superposition. Then, we will further research on its applications in color image halftoning and vectorization. Secondly, for sampling-spaces with distinct directional features, we will propose a novel anisotropic error-diffusion sampling method, which can generate anisotropic and feature-preserving sampling points by adjusting the error-diffusion parameters according to the sampling density function and its variation vectors. Finaly, an error-diffusion sampling method for 3D volume data will also be proposed. For this purpose, some key approaches and parameters of the standard error-diffusion will be modified according to the features of volume data to produce 3D blue-noise sample point sets. This project concerns the frontier of the areas of sampling and image processing, and both academic achievements and practical applications can be expected.
误差扩散算法是一种常用的离散域采样方法,由于算法复杂度低、采样结果具有蓝噪声分布性质,因此在图像半色调、数字几何处理等方面被广泛应用。但传统的误差扩散算法只能用于二维空间中单通道信号的采样问题,对于多通道并行采样、三维空间采样、各向异性采样等问题都没有很好的解决方案。本项目的研究目标就是对现有方法进行扩展,基于误差扩散思想提出一系列采样新方法,解决图像处理、半色调、蓝噪声采样、体绘制等领域的一些新的应用问题。.本项目中首先针对多通道信号采样问题,提出了一种多类误差扩散采样方法。该算法中引入了多个通道之间的关联和约束,通过调整误差扩散参数,消除了不同通道间的采样冲突,使每个类及其叠加采样结果都能具有蓝噪声分布性质。将这一方法应用于彩色图像半色调、彩色图像向量化等方面也取得了较好的结果。.其次,利用三维体数据与二维图像在数据形式上的同构性,我们将二维误差扩散算法思想扩展到了三维空间,实现了稠密体数据的自适应蓝噪声采样,能够在保持体数据特征的前提下大幅减少数据量,为提高体绘制效率、改进绘制效果、以及体数据的向量化表示等提供了更好的基础。我们提出的三维频谱分析方法,也完善了三维蓝噪声性质的定义和度量方法,实现了对三维采样结果质量的有效评价和优化,对其他三维采样方法也具有参考价值。.最后,针对具有明显方向性特征的采样空间,还提出了一种各向异性误差扩散采样算法。我们定义了各向异性蓝噪声性质及其度量方法,在此基础上提出了各向异性误差扩散参数优化方法。利用各向异性采样参数进行调制,可以生成具有各向异性且能保持方向性特征的采样点分布。该方法在图像处理、方向场可视化、基于物理的绘制等领域中,都具有潜在的应用前景。
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
面向3D打印的自平衡结构计算设计方法
- 批准号:61872014
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:周秉锋
- 依托单位:
体数据表达与绘制的新方法研究
- 批准号:61170206
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:周秉锋
- 依托单位:
三维网格模型的自适应重要性采样及高质量网格重建
- 批准号:60973054
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:周秉锋
- 依托单位:
基于图像的Visuall Hull的立体感实时绘制及其高速图形处理硬件(GPU)的实现机制
- 批准号:60573149
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:周秉锋
- 依托单位:
国内基金
海外基金
