取值主要取决于作为反光媒 介的圆柱形物体的实际尺寸大小。R值越大，对应的圆柱反光柱的半径越大；Deg值越大，扭 曲图中的扇形展开的幅度越大，如图4所示。
[0057] 步骤B2 :将上述任意一点的坐标（i, j)采用圆柱变体扭曲图图像坐标（sx, sy)表 示如下：
[0058]
[0059] 其中，坐标（i，j)的取值范围如步骤B1所述，「.1为向上取整函数。\和s y的取 值范围均为[1，1600]。
[0060] 步骤B3 :建立上述任意一点的坐标（i，j)与原输入图像像素点坐标（ux，uy)之间 的关系：
[0061]
[0062] 其中，坐标（i，j)的取值范围如步骤B1所述，「.1为向上取整函数。
[0063] 步骤B4 :将原输入图像I各点的像素值赋值给圆柱变体扭曲图1_的相关像素点。 所述像素赋值对应过程按以下表达式确定：
[0064] Inew(sx, sy) = I (ux, uy)；
[0065] 其中，I_为圆柱变体扭曲图，I为原输入图像。（sx, sy)表示如步骤B2所示的圆 柱扭曲图图像坐标系中各像素点的坐标位置，（ux，uy)表示如步骤B3所示的原输入图像中 各像素点的坐标位置。
[0066] 步骤C :将原输入图像I的各点像素值I (ux，uy)赋值给其对应的圆柱扭曲图对应 像素点的邻域像素点，以填补该扭曲图中的缺失像素点值，此像素值填补过程按以下表达 式确定：
[0067] Inew(sx±l，sy±l) = I (ux，uy)
[0068] Inew(sx± 1，sy) = I (ux，uy)
[0069] Inew(sx，sy± 1) = I (ux，uy);
[0070] 其中，I (Ux, uy)表不原输入图像 I 的各点像素值。Inew(sx±l, sy±l)，Inew(sx±l, sy) 和Inew (sx, sy± 1)分别表不I (ux, uy)所对应的圆柱扭曲图相关像素点I_(sx, sy)的邻域，且 这些邻域像素的行坐标和列坐标的取值范围均为[1，1600]。对彩色图像的R、G、B三颜色 通道分别采用上述操作后再合成，以获得最终的彩色圆柱变体扭曲图，如图6(b)所示。该 圆柱变体扭曲图在圆柱形反光柱上的投影效果如图6(c)所示。
[0071] 实施例2:
[0072] 本实施例是针对圆锥变体扭曲图的获取，从原输入图像获取其对应的圆锥变体扭 曲图也主要有三个步骤：
[0073] 步骤A :初始化圆锥变体扭曲图的大小；
[0074] 对原输入图像（图7a)进行圆锥变体扭曲图的求取，该图大小为477X357,即M、N 的取值分别为357和477。设置圆锥形反光媒介的半径R为80,锥角0为60°，则此图像 所对应的圆锥变体扭曲图大小将初始化为2rX2r = 482X482,其中
[0075] r = R+R/sin (( 0 /2) X (jt/180)) = 241 ；
[0076] 其中，反光圆锥的半径R和锥角0的取值主要取决于作为反光媒介的圆锥形物体 的实际尺寸大小。R值越大，圆锥变体扭曲图的中心圆半径越大；9值越大，所生成的圆锥 变体扭曲图的尺寸越大，如图5所示。此外，原输入图像高和宽中的最小值Len为357，则圆 锥形反光媒介上投影所能显示原输入图像的大小是以原输入图像中心为原点，半径为L的 圆，且 L = Len/2 = 178. 5〇
[0077] 步骤B :通过坐标变换获得扭曲图中各像素点与原输入图像上各像素点的对应关 系，具体坐标变换示意图，如图3所示，包括以下步骤：
[0078] 步骤B1 :采用极坐标方式所表示的圆锥变体扭曲图上任意一点坐标（i，j)的取值 范围：
[0079]iG [81，241]，jG [1，2iti];
[0080] 步骤B2 :圆锥扭曲图中任意一点到圆锥中心的连线与水平方向的夹角y可表示 为：
[0081]
[0082] 由此上述任意一像素点的坐标（i,j)采用圆锥扭曲图图像坐标（nx，ny)表示如 下：
[0083]
[0084] 其中，「.1为向上取整函数。~和11,的取值范围均为[1，482]。
[0085] 步骤B3:建立上述任意一点的坐标（i,j)与原输入图像像素点坐标（px, py)之间 的关系：
[0086]
[0087] 其中，「.1为向上取整函数。若令Ler^^M和N中的最大值，则本实例中Len_ = 477,由此px的取值范围为[1，357]，p y的取值范围为[60, 417]。
[0088] 步骤B4:将原输入图像I各点的像素值赋值给圆锥变体扭曲图1'_的相关像素 点。所述像素赋值对应过程按以下表达式确定：
[0089] I' new(nx,ny)= I (px, py)；
[0090] 其中，I' _为圆锥变体扭曲图，I为原输入图像，（n x, ny)表示如步骤B2所示的圆 锥扭曲图图像坐标系中各像素点的坐标位置，（px，p y)表示如步骤B3所示的原输入图像坐 标系中各像素点的坐标位置。
[0091] 步骤C:将原输入图像I的各点像素值I(px，py)赋值给其对应的圆锥扭曲图相 关像素点的邻域像素点，以填补该扭曲图中的缺失像素点值，此填补过程按以下表达式确 定：
[0092] I'new(nx±l，ny±l)= I(px，py);
[0093] I' new(nx± 1，ny)= I(px，py);
[0094] I' new(nx，ny± 1)= I(px，py);
[0095] 其中，I (px, py)表不原输入图像I的各点像素值。I'new(nx±l, ny±l)， I'new(nx±l，ny)和I， new(nx，ny±l)分另lj表不I(px，p y)戶斤对应的圆锥扭曲图相关像素点 I'_(nx，ny)的邻域，且这些邻域像素的行坐标和列坐标均应满足[1，482]的取值范围。对 彩色图像的R、G、B三颜色通道分别采用上述操作后再合成，以获得最终的彩色圆锥变体扭 曲图，如图7(b)所示。该圆锥变体扭曲图在圆锥形反光媒介上的投影效果如图7(c)所示。
[0096] 上述所求取的图像变体扭曲图依靠相关圆柱或圆锥形反光媒介即可将变形图中 扭曲状的物象回归为正常的物象。这里为了验证所提出的图像变体艺术扭曲图求取方法的 有效性，采用了平板电脑或白纸作为变体扭曲图的显示媒介，同时借助贴有镜面反光膜的 圆柱或圆锥形物体作为反光介质即可观看到具有较好视觉效果的投影结果。
[0097] 需要说明的是，以上公开的仅为本发明的具体实例，根据本发明提供的思想，本领 域的技术人员能思及的变化，都应落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种图像变体艺术扭曲图的求取方法，其特征在于，包括W下步骤： 步骤A:依据待展示在反光媒介上的原图像大小MXN和反光媒介的半径，确定变体扭 曲图尺寸； 其中，M为原图像的高，N为原图像的宽； 步骤B:W反光媒介中屯、为原点构建极坐标系，将变体扭曲图上的任意一点的坐标采 用极坐标表示为（i，j); 步骤C:根据空间坐标变换，构建坐标对应关系； 构建变体扭曲图上任意一点的极坐标（i，j)与扭曲图直角坐标（Sy，Sy)之间的对应关 系； 构建变体扭曲图上任意一点的极坐标（i，j)与待展示在反光媒介上的原图像上任意 一点的原图像直角坐标（?,Uy)之间的对应关系； 其中，所述扭曲图直角坐标（?Sy)所在的直角坐标系是W步骤A确定的变体扭曲图的 左上角作为原点构建，得到的扭曲图直角坐标系； 所述原图像直角坐标（?,Uy)所在的直角坐标系是W待展示在反光媒介上的原图像的 左上角为原点，得到的原图像直角坐标系； 步骤D:根据坐标对应关系，将原图像各点的像素值I(?,Uy)赋值到变体扭曲图上对应 的各像素点上，得到变体扭曲图I"e"(Sx，Sy)。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对获得的变体扭曲图中每个像素点 (S"Sy)的八邻域像素点的像素值均采用与（S"Sy)对应的像素值Ku"Uy)进行赋值。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反光媒介包括圆柱体和圆锥体。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反光媒介为圆柱体时，设定圆柱体半 径为R，则变体扭曲图的尺寸为皿OWSXncols,皿OWS=ncols= 2X(R+M);所述扭曲图直角坐标的表达式为： 所述原图像直角坐标的表达式为： 其中，极坐标（i，j)的取值范围为：为向上取 整函数，Sx的取值范围为[Lmrows]，Sy的取值范围为[l,ncols]; Deg表示变体扭曲图上设定的扇形展开角度。5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反光媒介为圆锥时，设定圆锥半径为 R，锥角目，则变体扭曲图的尺寸为化X化，r=R+R/sin((目/2)X(3T/180));所述扭曲图直角坐标的表达式为： 所述原图像直角坐标的表达式为：其中，极坐标（i，j)的取值范围为：iG[R+l，r]，jG[l，2 3Ti] ;「.]为向上取整函数，Sx和Sy的取值范围均为[l，2r]; 圆锥形反光媒介上投影所能显示原输入图像的大小是W原图像中屯、为原点，半径为L的圆，且L=Len/2,Len表示原输入图像高和宽中的最小值，即Len=min(M,脚； T表示为扭曲图中任意一点到圆锥中屯、的连线与水平方向的夹角，当M>N时，Ux的取值范围在为[化enmax-Len) /化1，（Lerimax+Len) /2]，Uy的取值范围为 [1,Len]; 当M<N时，Ux的取值范围在为[l，Len]，Uy的取值范围为[化erimgx-Len)/化1，化erimgx+L en)/2]； Lerimgx为M和N中的最大值，即Lenmax=max(M，脚。
【专利摘要】本发明提供了一种图像变体艺术扭曲图的求取方法，包括如下步骤：步骤A：初始化图像变体扭曲图大小；步骤B：采用以圆柱或圆锥中心为原点的极坐标系表示图像变体扭曲图上任意一点坐标，并确定上述任意一点的坐标与图像变体扭曲图图像坐标系的对应关系，同时建立上述任意一点的坐标与原输入图像像素点坐标之间的关系。步骤C：将原输入图像各点的像素值赋值给图像变体扭曲图的相关像素点。该方法通过空间坐标变换关系，得到扭曲图像与原图像(反光媒介显示图像)像素坐标点的对应关系，将原输入图像的像素点赋值给相应的扭曲图像素，从而得到扭曲图。采用本发明方法不仅用户参与少，而且可以获得具有较好视觉效果的图像变体扭曲图。
【IPC分类】G06T5/50, G06T7/00, G06T3/40
【公开号】CN105205797
【申请号】CN201510638715
【发明人】郭璠, 邹北骥, 刘丽珏, 陈建瑄, 卢飞, 张伏旭
【申请人】中南大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月30日