[发明专利]一种数据驱动的近岸涌浪动画合成方法及系统

摘要

本发明提出一种数据驱动的近岸涌浪动画合成方法及系统，涉及图像处理和计算机视觉领域，该方法包括对水面视频的单目视频进行重建，获取所述单目视频的高度场数据，对所述水面视频进行开运算重建与闭运算重建，获取涌浪掩膜，通过形态学细化算法对所述涌浪掩膜进行处理，获取涌浪骨架信息；根据所述涌浪掩膜、所述涌浪骨架信息，创建快速涌浪高度变化模型，通过所述快速涌浪高度变化模型并根据所述高度场数据，获取帧序列图；获取用户输入涌浪的目标形状，并将所述帧序列图中的涌浪初始形状变化成所述目标形状，并将所述目标形状生成动画。本发明提高了重建数据的复用性；本发明使涌浪信息和控制方式更加简单直观。

主权项

1.一种数据驱动的近岸涌浪动画合成方法，其特征在于，包括：步骤1，对水面视频的单目视频进行重建，获取所述单目视频的高度场数据，对所述水面视频进行开运算重建与闭运算重建，获取涌浪掩膜，通过形态学细化算法对所述涌浪掩膜进行处理，获取涌浪骨架信息；步骤2，根据所述涌浪掩膜、所述涌浪骨架信息，创建快速涌浪高度变化模型，通过所述快速涌浪高度变化模型并根据所述高度场数据，获取帧序列图；步骤3，获取用户输入涌浪的目标形状，并将所述帧序列图中的涌浪初始形状变化成所述目标形状，并将所述目标形状生成动画；其中所述快速涌浪高度变化模型具体为：为了在涌浪平滑下降的同时保持水面的细节，在开始时将涌浪高度h分为涌浪基底面高度hbase与水面细节高度hdetail两部分：h＝hbase+hdetail其中，通过高斯平滑所述高度场数据，提取所述水面视频的近似水面高度，将所述高度场数据减去所述近似水面高度，获取水面细节高度hdetail；涌浪线部分最终下降到与周围同样的高度，最终下降到的高度为hend，其中w表示所述水面视频中的涌浪图像，表示所述涌浪掩膜，dilate()表示膨胀操作，在所述水面视频的每一帧中，涌浪需要下降的高度h_diff为：hdiff＝(h‑hend)(1‑ratio)其中ratio表示涌浪线部分下降后高度相比涌浪基底面的高度差与原始高度差的比率，不同的下降模式，ratio的计算方式不同，如果按照指数形式下降，则第i帧的ratio取值为：其中N表示所述水面视频的总帧数，如果是线性形式，则为了使涌浪自然下降，将hdiff作为涌浪骨架上需要下降的高度，而骨架周围的点采用径向基函数来控制涌浪线径向方向上各点的实际下降高度，根据涌浪的基本形态，采用高斯函数G作为径向基函数：是波浪骨架第i行的位置。