Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/51457
標題: 新的、有效的暫存材質合成演算法之研究
A Novel and Efficient Algorithm for Temporal Texture Synthesis
作者: 王宗銘 
關鍵字: 基礎研究;資訊工程--硬體工程
摘要: 
暫存材質合成(temporal texture synthesis)演算法是一門重要的研究領域,可以用來模擬多種環境與時間、空間相關的自然現象,例如火焰、煙霧、流體運動等。善用暫存材質合成技巧,可以使場景貼圖更具真實感,故此技巧被廣泛使用於虛擬實境、電腦動畫、電腦繪圖藝術等應用。目前的暫存材質合成演算法仍有下列五項不足與缺失:1.需以真實視訊片段為輸入來源。2.需要大量記憶體(RAM)才能完成。3.難以支援合成任意解析度的暫存材質。4.不支援不限時間且不重複的播放。5.需要長的處理時間。 本研究計畫擬研究發展一個新的暫存材質合成演算法。此演算法僅需以單張材質影像作為輸入來源,無需使用真實視訊片段、無須大量記憶體,就能方便、快速且有效的合成暫存材質。此演算法僅需儲存小解析度的來源材質單張圖像,故有利於網路傳輸。我們預期新的暫存材質合成演算法具有合成任意解析度,具備不限時間播放、不重複播放的特性。我們擬定發展的暫存材質合成演算法主要分成四個步驟。每個步驟都有其相對應的演算法或技巧。1.「系列材質合成演算法」。我們將使用以區塊為主(patch-based)的材質合成演算法。此將能快速合成具任意解析度的一系列輸出材質,而此系列即為候選材質系列圖像。在此合成過程中,我們同時必須考慮空間距離及時間距離的影響因素,亦即在搜尋、比對合成時,我們除了考慮要避免輸出材質中相鄰兩區塊(patch)間產生肉眼可見的接縫(seam)外,也同時須確保選取區塊與其相鄰輸出材質相同位置的區塊相彷彿。如此所產生的一系列輸出材質能具有一定程度的連續性。接著,我們打算將使用候選材質萃取演算法,來篩選出具有較小視覺差異的系列材質圖像。2.「圖像重新排列演算法」。我們擬將系列材質合成步驟所得的系列材質圖像順序予以重排。除了使連續兩系列圖像間具有某種程度的相似性,也要保有某種程度的差異性,如此才能展現暫存材質在時間軸上的動態變化。經重排後所得的系列材質圖像預期能能與真實視訊片段相彷彿。3.「計算播放機率演算法」。我們將計算出一機率矩陣,記錄各圖像在播放時轉變(transit)至其他圖像的機率。藉此,我們就能即時計算出適當的播放順序,而達到不限時間播放且不重複播放的目標。4.「柔化播放技巧」。我們擬將目前播放順序的前、後數張畫面使用高斯核心(gaussian kernel)加以柔化處理(cross fading)。經柔化處理後,預計將能有效的減少連續兩播放畫面間的差異,但仍能維持某些變化程度,以展現暫存材質連續動態的視覺效果。我們將實現所提出的演算法,也將蒐集實驗數據。我們使用單張圖像做暫存材質的來源材質,此在文獻上我們認為此為首創之概念。我們擬將實驗數據與文獻上使用一系列影像為輸入的暫存材質演算法之結果作比較。我們希望經由實驗證實:我們所提出的演算法可以很快且有效的以單張輸入材質合成暫存材質,且具有任意解析度、不限時間播放及不重複播放的特性。演算法只需中階個人電腦即可執行,相較其他相關的暫存材質合成演算法相較,相信我們所提出的演算法具有優異的時效性,我們也期盼這個有效的暫存材質合成演算法對於材質合成有具體、實質的助益與貢獻。
URI: http://hdl.handle.net/11455/51457
其他識別: NSC94-2213-E005-022
Appears in Collections:資訊科學與工程學系所

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