基于矢量的时序图形图像处理技术研究

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1、贵州大学硕士学位论文基于矢量的时序图形图像处理技术研究姓名：杨记申请学位级别：硕士专业：计算机应用指导教师：陈孝威20030401堡主堡兰!苎±叁苎竺盟壁里丝鬯堡竺型垫查塑壅一摘要随着Intemet和w、m技术及其应用的日渐普及。网络动画飞速发展．时序图形图像处理技术的研究也日趋活跃。本文在分析了国内外时序图形图像发展现状的基础上，对基于父鼙的时序图形幽像做了较充分的研究，提出了建立时序图形图像内在联系的思想，构建了其数学模型，给出了从矢量表示到}J9在联系建立的实现方案，并对其进一步的研究做了探讨。本文

2、主要完成的T‘作有：(1)目前时序图形图像处理领域还处于把图形图像序列作为一个个静止的图形图像进行单独处理的现状，为了把时序图形幽像的研究向智能化方向推进一步，提出了建立时序幽形图像内在联系的思想。(2)在讨论栅格结构的时序图形图像处理模型、栅格矢量混合模型、矢量轮廓线模型和欠鼙骨架线模犁的基础上，提出了时序图形图像的骨架线一线宽数学模型，并阐述和验证，新模型的优越性。同时对新模型的应用前景进行了论述。(3)在时序图形圈像的矢量表示方面比较了最基本的轮廓线表示法和沈力等人提出的基1‘轮廓线表示法的改进方法

3、，分析了基于骨架线一轮廓线的表示方法，进而详细的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一线宽灭量表示。14，枉时序幽形幽像相邻帧配准的问题上，介纠了时间序列匹配最常用的三神方法：ARM^模型法、离散傅立叶变换法和基于规范变换的匹配方法；讨论了轮廓匹配法的两种常Hj方法一基丁多边形轮廓的松弛迭代匹配法和基于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，提出了基丁拓扑大系的网络最人流量匹配法，井

4、对两种匹配方法的实验结果进行了分析比较。(5)任中间帧内插方面，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_L}{多边形拓扑关系建立时序蚓形图像内在联系的方法，并验证了这种方法戍J{j丁时序图形图像可以获得较好的效果。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模型．对时序图形图像进行处理的方法，在理论上和实践上也都是可行的。关键词：时序圈形图像，骨架线，轮廓线

5、，中间帧。关键帧。中幽法分类号：TP391．41——堡．!：丝兰!苎主叁篓塑盟壁鬯丝型堡些型垫查型壅一一．第一章前言随着计算机计算能力的不断提高，时序图形图像的研究也随之发展起来。时序图形鹫像是针对静态1兰I形豳像而言的，静态图形图像有时也称为静帧图形图像(“lI-frameimage，graphics)，其信息密度随空间分布，且相对于时间为常量。而时序图形图像，或称时变{兰j形髑像、恻形图像序列(ima鲈．graPhicssequences)，其空间密度是随时间变化的，所以时序}划形

6、

7、鳌

8、像是一种时一

9、空密度模式(spatio-temporalintensjtypanem)．它可以表示为&(x硝2．r)．其中(瓢功)为空间变量，f是时间变量。时空信息作为一羊中时空函数，是按}{!Il预先的采样约定排序的。因此时序图形图像处理对软、硬件都有很高的要求。首先是其具有海量数据，其数据量与时间成正比：其次要求很高的处理速度，十分钟的数字视频火约需要10x60×25=i．5万幅鹭像，而中闻处理过程中大约有s万幅蠲形图像，这么多幅图形幽像要求在很短的时间内处理完毕，没有很高的处理速度是不能胜任的；第三要求中间过程的

10、数据鼙尽量的小，以满足处理速度和网络传输的要求。近jL年，Intemet和www技术及其赢J；{{得到了飞速的发展。已经深刻地改变了人们的生产方式、■作方式、学习方式和生活方式。时序图形图像在这～领域的研究也日趋活跃。目前Intemet上大多数的网页，都是静止的，动画太少，供甩户查询匏信息绝大多数是文字和静止图像，活动图像要在下载后才能实现，网页的活动性差．表现能力低，用户使J{』起来很不方便。迫切需要向网页中添加质量高．制作精美的动画，以解决这些问题。同样，对丁随Intemel出现的许多应用，如远程教学

11、、网上教室、网上广‘告宣传萼。也只有通过人最高质拦的动画才能使其内容生动、丰富、翔实、增强其表现力。显示山它们的优越性。但是_【f=l传统的动面制作系统所作出的动画，数据量往往很大，把它们放到网上无疑会使本来就拥挤不堪的IntemeI情况更糟，使用者也无法忍受其漫长的传送时间。因此，人们迫切地需要能制作出数据量小，处理及传送速度快的新型动画制作系统。为了满足以上需求，现在市场上已经出现了几种新型的动藏制作系统，其中比较典型的有