题目：基于特征结构的图像对象融合与三维模型融合

场景融合生成是涉及虚拟现实、计算机图形学、计算机视觉、视频图像处理等研究领域及其交叉方向的前沿热点，来源不同的两张图像（或两个三维模型）的融合生成是该研究方向的基础性难点问题。本论文深入调研分析了相关理论方法的国内外研究现状，重点开展了颜色差异平滑的图像对象融合、几何结构平滑的三维模型融合等方面的理论方法研究。主要包括以下研究工作：

1）设计并实现了一种可平滑颜色差异的图像对象融合方法，可以将源图像的前景对象无缝融合到目标场景。该方法首先根据前景对象内像素的特征分布，构建像素特征之间的局部线性关系；然后，将前景对象放到目标场景，计算前景对象与目标场景在边界处的颜色差，利用像素特征之间的局部线性关系，将颜色差传播到前景对象内所有像素，生成平滑的颜色差图像层；最后，将该颜色差图像层与原始前景对象进行叠加，获得颜色差异平滑的融合结果。针对前景对象与目标场景的纹理不一致的情况，基于图像颜色无缝融合框架，进一步引入了基于图像多尺度分解技术的纹理融合，生成纹理一致的融合结果。

2）提出并实现了一种可平滑几何结构的三维模型融合方法，可以将来源不同的两个三维模型融合生成为一个三维模型，并且确保融合边界的几何特征连续性、基本保持原始三维模型的局部几何细节。该方法首先根据三维模型的几何特征，以层次聚类的自动分割、或区域增长的交互分割等算法，对输入的三维模型进行切割，获得三维模型的各个组成部分；从分割出的组成部分中，交互式地选择融合对象，并指定每个融合对象的方向和位置；建立融合对象边界顶点间的一一对应关系，并计算融合对象边界顶点的几何变换约束和位置约束；然后根据融合对象局部三角面片的几何相似性，构建局部平滑约束，利用局部线性关系构建非局部平滑约束；结合局部指平滑约束和非局部平滑约束，将边界顶点的几何变换约束传播到整个三维模型，获得所有顶点的几何变换；基于拉普拉斯坐标，根据所有顶点的几何变换和边界顶点的位置约束，对融合对象进行几何变形；最后将两个变形后的所有融合对象缝合在一起，生成几何结构平滑的三维模型。

基于上述研究工作，研制了图像对象融合生成工具和三维模型融合生成工具，通过实验验证了论文方法的正确性、及其工具的实用性。与同类方法的对比结果表明：本论文方法在图像对象颜色平滑和三维模型几何变形方面具有一定优势。