Self-similarity Based Texture Editing

Self-similarity Based Texture Editing Neil Dogdson University of Cambridge Stephen Brooks Projeto Final de Processamento de Imagens 2o sem/2002 José Luiz Soares Luz Self-Similarity Based Texture Editing

Apresentação • Objetivo • Similarity-Based Editing • Vizinhança, Métrica de distância, Similaridade • Similarity-Based Painting • Similarity-Based Cloning • Similarity-Based Warping • Interface Self-Similarity Based Texture Editing

Objetivo • Apresentar sistema de edição para texturas, que propaga os efeitos das operações de Painting, Cloning, Warping. Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Editing - A edição da textura baseia-se na idéia de similaridade, a qual é determinada utilizando-se uma vizinhança de um dado pixel, e uma métrica de distância , para a verificação de pixels similares dentro da textura. Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Editing - Vizinhanças similares são localizadas para que ocorra a propagação das operações de edição sobre a textura; mudanças feitas para um pixel particular, afetam todos os pixels que exibem vizinhança local similar. Self-Similarity Based Texture Editing

Ponto Selecionado Vizinhança Vizinhança, Métrica de distância, Similaridade - Vizinhança: Dado um pixel definimos como sua vizinhança o conjunto de pixels limitados pelo círculo de raio “r” pixels. Self-Similarity Based Texture Editing

Vizinhança, Métrica de distância, Similaridade - Métrica de distância: é a norma L2 , ou seja, a soma dos quadrados das diferenças entre as componentes RGB, dos pixels correspondentes de duas vizinhanças. Self-Similarity Based Texture Editing

Vizinhança, Métrica de distância, Similaridade N1, N2 – duas vizinhanças distintas Ri(p), Gi(p), Bi(p) – Valores de R, G, e B na posição p na vizinhança i Self-Similarity Based Texture Editing

Vizinhança, Métrica de distância, Similaridade - Similaridade: os pixels similares são aqueles cuja diferença entre suas respectivas vizinhanças locais e a pixel selecionado está dentro de um certo limite. Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Painting • Altera cor e brilho de pixels similares àquele selecionado pelo usuário. • Usuário seleciona ponto sobre Pixel • A vizinhança circular local do ponto selecionado é comparada com cada vizinhança dos pixels da imagem Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Painting 3) Opacidade é aplicada ao pixel selecionado e ao subconjunto dos pixels com vizinhança similar. Self-Similarity Based Texture Editing

original Similarity-Based Painting Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Cloning • Posiciona os valores das cores dos pixels similares da textura clonada para a textura alvo. • A vizinhança circular local do ponto selecionado é comparada com cada vizinhança dos pixels da imagem Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Cloning 2) Os valores das cores dos pixels similares são incorporados a textura alvo, podendo-se definir o quanto os valores serão mais ou menos incorporados Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Cloning clonada Textura alvo Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Cloning clonadas Textura alvo Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Cloning clonada Textura alvo Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Warping • Usa similaridade como uma medida de expansão de área local. • Questão: Como converter similaridade em valores escalares para expansão de área? • Referência: KEAHEY, A., AND ROBERTSON, E. 1997. Nonlinear Magnification Fields. IEEE symposium on Information Visualization, 51-58 Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Warping • Grade de valores similares define uma função de aumento M • De M deriva-se uma função T, de deslocamento na grade 2D • Inicialmente T e tomada como a identidade, deduz-se então Mc, e a partir de M (grade de valores similares), calcula-se Me = M – Mc, obtem-se então Tc, novamente uma nova função Mc é determinada, e assim prossegue-se determinando-se Tc e Me em cada interação Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Warping • Se Me < 0, Tc faz com que os vértices da grade 2D se desloquem mais para o interior. • Se Me > 0, Tc faz com que os vértices da grade 2D se desloquem mais para o exterior. 4) Uma transformação 2D é produzida que é simétrica e centrada na magnitude máxima Self-Similarity Based Texture Editing

original Similarity-Based Warping Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Warping sem super-resolução original com super-resolução Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Warping original Self-Similarity Based Texture Editing

Similarity-Based Warping com super-resolução original com super-resolução Self-Similarity Based Texture Editing

Interface • Bibliotecas: IUP, CD, IM • Linguagem: C • Ambiente: Linux Self-Similarity Based Texture Editing

Interface Self-Similarity Based Texture Editing

Observações • Dependendo da textura e da quantidade expandida na operação de warping, pode haver perda de detalhes, para correção, aplica-se super-resolução. • Melhores resultados para texturas iluminadas uniformemente. • Para clonagem as duas texturas devem ser aproximadamente coplanares. Self-Similarity Based Texture Editing

Bibliografia • BROOKS, Stephen; DODGSON, Neil. Self-Similarity Based Texture Editing. • ASHIKHMIN, M.. Synthesizing Natural Textures. • BAR-JOSEPH, Z.; EL-YANIV, R.; LISCHINSKI, D.; WERMAN, M.. Texture Mixing and Texture Movie Synthesis Using Statistical Learning. • EFROS, A.; FREEMAN, W.. Image Quilting for Texture Synthesis and Transfer. • KEAHEY, A.; ROBERTSON, E.. Nonlinear Magnification Fields. Self-Similarity Based Texture Editing

Bibliografia • KEAHEY, A.; ROBERTSON, E.. Techniques for Nonlinear Magnification Transformation. • GOMES, J; VELHO, L.. Computação Gráfica: Imagem. IMPA. • PITAS, I.. Digital Image Processing Algorithms and Applications. • Manuais: IUP, CD, IM. Tecgraf. Self-Similarity Based Texture Editing

Agradecimentos • Ao Professor Luiz Velho pela sugestão do paper. • Aos companheiros do Visgraf : Ari, Lourena, Adelailson, Sergio, e todos que me ajudaram. OBRIGADO!!! Self-Similarity Based Texture Editing

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