影像變形

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影像變形(Morphing),是由一張圖像流暢地變成另一張圖像的視覺效果,最常見的應用是由一張人臉影像變化到另一張人臉影像。

概述[编辑]

影像變形最基本的做法是藉由交叉融合(cross-dissolving)的方法來做,也就是把兩張影像在變化時間上作線性的內插。這樣的方法固然簡單,但由於兩張影像形狀不同(例如兩個人臉型不同),會產生鬼影的現象。為了解決鬼影的現象,必須在交叉融合之前進行改變影像形狀的彎曲轉換(warping)這個動作。因此,整個影像變形的過程,就是翹曲加上交叉融合。

影像變形的程序[编辑]

影像變形是由一張影像漸進到另一張影像的效果,作法是計算在影像變化時間內所有影格的中間影像,最後再把這一連串的影像接續撥放就達到變形的效果,以下步驟為對於某一個影格的中間影像的產生方法:

  • 根據使用的特徵指定方法(網格、點、線段),將兩張圖片的對應特徵作線性內插,得到中間影像的特徵資訊
  • 把兩張影像都彎曲轉換到中間影像
  • 把這兩張彎曲轉換過後的影像作交叉融合,也就是把這兩張影像對應的顏色取平均,如此便可以得到在這個影格的中間影像

彎曲轉換的方法[编辑]

彎曲轉換的方法又分為「全域」以及「非全域」的轉換。常見的全域彎曲轉換有旋轉、平移、放大、縮小等,也就是對於整張影像的變換函數(warping function)一致。在影像變形的應用上,所使用的是屬於非全域的變換函數,也就是可能在不同區塊是用不同的變換函數去變換,依據如何決定兩張影像該如何變換分成以下三種方式

  • 根據網格:把兩張影像用網格切割,並給定網格間的對應關係,再依序把每個網格內的點經過各自的變換函數,變換到另一張影像的位置。例如第一張圖的A網格對應到第二張圖的B網格,計算出A網格到B網格的變換函數,再把A網格內所有的點變換到B網格的位置。
  • 根據特徵點:在兩張影像中給訂特徵點的對應關係(例如眼角對應到眼角,鼻尖對應到鼻尖),把特徵點互相連線,將影像用特徵點形成的三角形給覆蓋,並找到對應的三角形,最後再進行網格變換。
  • 根據特徵線段:在兩張影像中給定線段的對應關係(例如眉毛對應到眉毛,鼻梁對應到鼻梁),之後其他的點(指定線段以外的點)再根據與此線段的向量位置關係,來判斷到目標影像中的位置。

軟體[编辑]

  • FantaMorph
  • Gryphon Software Morph
  • Morpheus (morphing software)
  • MorphThing

參考資料[编辑]

  • Thaddeus Beier, Shawn Neely, Feature-Based Image Metamorphosis, SIGGRAPH 1992, pp35-42
  • Detlef Ruprecht, Heinrich Muller, Image Warping with Scattered Data Interpolation, IEEE Computer Graphics and Applications, March 1995 pp37 March 1995,pp37-43
  • Seung-Yong Lee, Kyung-Yong Chwa, Sung Yong Shin, Image Metamorphosis Using Snakes and Free-Form Deformations, SIGGRAPH 1995 SIGGRAPH 1995
  • Seungyong Lee, Wolberg, G., Sung Yong Shin, Polymorph: morphing amongpg multiple images, p p pp , IEEE Computer Graphics and Applications,Vol. 18, No. 1, 1998, pp58-71

外部連結[编辑]