[發明專利]一種基于LBP特征的快速紋理合成方法

有效

• 申請號: 201710034135.3
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106815879B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 向北海
• 申請（專利權）人: 湖南優象科技有限公司
• 主分類號: G06T11/40
• 分類號: G06T11/40
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陸薇薇

1.一種基于LBP特征的快速紋理合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.通過統計的方法確定用于匹配的紋理塊的尺寸；

S1.1初始化紋理塊的尺寸k＝9；

S1.2給定一個紋理樣圖FI(x，y)，圖像大小為Wf×Hf；隨機在紋理樣圖FI(x，y)上選擇10個點，分別以這些點為中心，直徑為k的領域內，計算灰度均值信息，一共可以得到10個灰度均值{α_i|i＝1，…，10}，統計這10個灰度均值的差異度D：

其中參數b是均值，

S1.3設定差異度閾值，當差異度D大于設定閾值時，令k＝k+5并轉到S1.2重新計算差異度；當差異度小于或等于差異度閾值時，則停止并輸出當前k值作為最終選擇的紋理塊尺寸；

S2.基于LBP圖像進行紋理合成；

S2.1計算紋理樣圖FI(x，y)中各個像素的等價模式的LBP特征值；

S2.2從紋理樣圖FI(x，y)中隨機選取一塊尺寸為k×k的圖像塊，填充到待輸出的新紋理圖像OT(x，y)的左上角第一個圖像塊的位置；

S2.3基于S2.2中已填充的紋理圖像OT(x，y)上其左上角的第一個圖像塊，按照從左到右、從上到下的順序依次對紋理圖像OT(x，y)的每個圖像塊進行填充，最終得到輸出紋理圖像OT(x，y)的全部信息。

2.根據權利要求1所述的基于LBP特征的快速紋理合成方法，其特征在于，步驟S1.3中，差異度閾值設為20。

3.根據權利要求1所述的基于LBP特征的快速紋理合成方法，其特征在于，步驟S2.1中紋理樣圖FI(x，y)中各個像素的等價模式的LBP特征值的計算方法如下：

對于紋理樣圖FI(x，y)中的各個像素點，以其中任一像素點(x_c，y_c)為中心像素點，取其四周緊鄰的8個像素點，再以中心點像素(x_c，y_c)的灰度值為閾值，將環繞該點的8個像素點二值化，若某一點的灰度值大于等于中心像素點(x_c，y_c)的值，則該像素點被標記為1，否則標記為0，然后通過等價模式進行處理最終得到一個8位的二進制數，將8位的二進制數轉化為十進制數所得的值即為該中心像素點的LBP值，等價模式的LBP特征值U(x，y)定義如下：

其中(x_c，y_c)表示中心像素點的位置，g_c表示中心像素點的灰度值，{g_j|j＝1，2，…，8}表示四周緊鄰的8個像素點的灰度值；

采用上述方法計算紋理樣圖FI(x，y)中的所有像素點的等價模式的LBP特征值。

4.根據權利要求1所述的基于LBP特征的快速紋理合成方法，其特征在于，步驟S2.3中，紋理圖像OT(x，y)中的各圖像塊的填充方法是：

設圖像塊A是紋理圖像OT(x，y)中按照填充順序待填充的圖像塊，對于圖像塊A有三種情況：如果圖像塊A位于第一行即其正上方沒有填充完畢的圖像塊且其左邊的圖像塊已填充完畢時，選擇圖像塊A左邊大小為k×(k/5)的圖像塊A2進行塊匹配；如果圖像塊A位于第一列即其左邊沒有填充完畢的圖像塊且其正上方的圖像塊已填充完畢時，選擇圖像塊A正上方大小為(k/5)×k的圖像塊A1進行塊匹配；如果圖像塊A左邊的圖像塊和其正上方的圖像塊都已填充完畢，這時選擇圖像塊A正上方大小為(k/5)×k的圖像塊A1以及圖像塊A左邊大小為k×(k/5)的圖像塊A2進行塊匹配；

在紋理樣圖FI(x，y)中進行尺寸為k×k的滑動窗口搜索，當窗口位于紋理樣圖FI(x，y)中的圖像塊B的位置時，同樣選擇圖像塊B左邊的大小為k×(k/5)的圖像塊B2以及圖像塊B正上方大小為(k/5)×k的圖像塊B1進行塊匹配，計算圖像塊B1、B2和圖像塊A1、A2的灰度差異作為圖像塊B的匹配差異MAD(B)，公式如下：

MAD(B)＝∑|U_B1(x，y)-U_A1(x，y)|+∑|U_B2(x，y)-U_A2(x，y)| 公式4

其中，U_A1(x，y)、U_A2(x，y)、U_B1(x，y)、U_B2(x，y)分別表示各圖像塊中每個像素點在等價模式下的LBP值；當圖像塊A位于第一行即其正上方沒有填充完畢的圖像塊且其左邊的圖像塊已填充完畢時，公式4中∑|U_B2(x，y)-U_A2(x，y)|取0，即只選擇圖像塊B左邊的大小為k×(k/5)的圖像塊B2進行塊匹配；當圖像塊A位于第一列即其左邊沒有填充完畢的圖像塊且其正上方的圖像塊已填充完畢時，公式4中∑|U_B1(x，y)-U_A1(x，y)|取0，即只選擇圖像塊B正上方大小為(k/5)×k的圖像塊B1進行塊匹配；

設定閾值，當差異MAD(B)小于給定閾值時，將圖像塊B放在候選集合里面；當候選集合的圖像塊大于5或者紋理樣圖FI(x，y)中所有圖像塊都搜索完畢后，從候選集合里面隨機選擇一個塊對圖像塊A進行填充；

通過上述方法，依次對圖像OT(x，y)的每個圖像塊進行填充，最終得到輸出紋理圖像OT(x，y)的全部信息。