流动模式下的视频合成方法

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1、流动模式下的视频合成方法概要本文为流动模式下的样本提出了一个新的视频合成方法。我们可以用它来合成呈现流动特点的自然现象的视频。它基于运动视频合成算法，并结合了图像切割算法的部分思想。该方法可以处理具流动特点的自然风光的输入视频，相比其他算法，它更加真实、活跃，并能合成任意长度的无缝视频，并且它是容易实施的。从用户输出端的结果表明，我们的方法在可以达到令人满意的效果。关键字：纹理；纹理合成；视频纹理；粒子系统；视频合成1.介绍众所周知，图像只能展示瞬间的自然现象，是静态的。而视频可以动态记录一段时间的内容。视频技术可以让我们的生活

2、更加便利。比如说，自然风光可能与导演的意图不匹配，通过修改物理设置是昂贵的，或者是不可能实现的。但是如果我们应用视频重构技术来模拟自然场景，结果将是不仅工作量和计算量少，而且现场会看起来更真实。随着视频和图像处理技术的发展，越来越多的研究被用于视频纹理合成领域，它具有很大的研究潜力和应用前景。虽然在仿真和虚拟现实方面涌现了许多新技术，模拟场景还是难以和现实场景完全匹配，而且它们的工作量和计算量是巨大的。本文基于流动特点的视频分析了几个视频合成技术，并提出一个便于实施的视频合成的方法，能够帮助读者在保持其自然外观和复杂性的同时修改

3、真实的画面。2.视频纹理技术2000年，ArnoSchödletal.提出了视频纹理技术。它通过从一个视频到另一个视频的平滑过渡，把现有的视频（有限的视频）发展为无限播放形式。在图像和视频中，这是一个新的媒体类型，并只表示固定的动态场景，如瀑布，火焰和烟雾等等。因为视频纹理是由一个有限的序列转变成为无限的、连续的序列，它具有较高的应用价值。视频纹理合成的过程也是分析视频纹理和获得非线性基础的过程。目前，在计算机图形学中，合成真实的、活跃的、持续的流动模式视频成为了一个非常活跃的研究领域。我们分析了五种视频合成技术并得到以下结果。

4、纹理合成的扩展方法，是由原始方法在时间方向上扩展而得到的，它已经被用于合成短视频。例如火焰、云、水等等。但它是不适合处理拥有复杂细节的纹理。视频纹理算法利用寻找视频帧的制约关系，并选择适当的序列将其连接，将短视频制成长视频。该算法的问题在于对于大多数的自然现象，相似的帧很难被找出。但它为今后视频技术的研究工作提供了一个良好的发展平台。动态纹理算法把动态纹理当做一个时间序列，避免了复杂的动态系统。在更复杂的视频纹理合成中这是很好的。图像切割算法是基于视频纹理算法，并结合像素卷的最小误差接缝来创建一个比原始视频序列更长的序列。它弥补

5、了视频纹理算法中转场点搜索困难的缺点。流动视频合成算法基于图像切割算法，可根据用户指定的流动路线合成帧。该算法能够沿用户指定的流动路线，通过实现时间的连续性，合成任意长度的无缝视频。它简单易于实施，并能产生与持续流动序列类似的最佳结果。因此，我们的算法是基于流动视频的合成算法，并结合了图像切割算法的部分思想。3.流动模式的视频合成方法像瀑布、河流等自然现象，它们有着外观时变、时间动态大致固定的特点。如果我们有一个流动模式的视频素材，我们可用下述方法以得到任意长度更真实、更活跃的无缝视频。3.1概要描述1983年，WillaimT

6、.Reeves提出粒子系统的概念。在粒子系统中，物体都用若干个粒子来描述。正如同瀑布中的水滴的生命周期，每个粒子都要经历三个阶段：产生，运动与成长，消亡。因此，这些现象可以近似为粒子沿明确的流动路线作连续运动。(如图1(a,b,c))。图1：粒子沿固定路线运动这些粒子从它们进入画面的点开始（产生期），沿着固定路线运动，直到离开画面消失（消亡期）。在运动过程中，粒子的结构不断的发生变化。如图2所示，我们从瀑布的视频样本中提取粒子的运动路径。我们定义一个瀑布流动路线的方向（图2（a））。流动线上的点表示的是一个运动轨迹上的粒子。当然

7、，每个粒子都有它对应的纹理（一块像素），这个纹理随着时间的推移始终沿着相同的路线运动，我们称它为粒子块(图2(b))。很明显，我们看到沿着运动的路线，粒子块是变化的，如图2(c)。由于重力作用，粒子向下运动，运动速度不断增长。我们很容易跟踪到，t=1的纹理和t=2的纹理很相似，而从t=1（出生）的纹理到t=5（死亡）的纹理却发生了显著的变化。所以，如果能在输入视频中得到粒子流动线路的位置规则，我们就可以通过运动建模和研究粒子沿指定路线的纹理，得到无缝、无限的序列。图2：粒子结构的运动3.2粒子的运动规律首先，我们来分析一个最简单

8、的例子——单一流线，如图2(a)。1）定义粒子块的初始位置：由流线开始运动的任何粒子d1在它的轨道上将经过多个位置d2,d3,..,dn。粒子的在流线上的速度是时变的，因此，位置di是越来越远的(d1