Image morphing deals with the metamorphosis of an image to another image. Given two images, the metamorphosis generates a sequence of inbetween images in which one image gradually changes into the other over time. Image morphing techniques have been widely used in creating special effects for television commercials, music videos, and movies.
This thesis introduces new approaches to image morphing in three aspects: feature correspondence specification, warp generation, and transition behavior control. The approaches effectively solve the problems in each aspect and constitute an image morphing technique which overcomes the drawbacks of previous techniques.
The features on two images are specified by points, line segments, and curves, and their correspondence is represented by a set of point pairs sampled on them. The tedium in specifying a feature is alleviated by adopting a computer vision technique called snakes. We consider a warp as the deformation of a plate in two dimensions and present two deformation techniques for deriving warps. The first is an energy minimization method and generates a $C^1$-continuous and one-to-one warp. The second method presents the multilevel free-form deformation as an extension of the free-form deformation and obtains a $C^2$-continuous and one-to-one warp. Transition behavior control is separated from the feature interpolation in this thesis. The separation results in a method which is much easier to use than the previous approaches and enables the transition behavior to be specified by a function of time and positions.
As extensions, we present a method for morphing between more than two images. And, the techniques for accelerating the generation of distorted images and for facilitating morphing between two image sequences are given.
이차원 영상몰핑은 주어진 영상들간의 변환을 다루는 컴퓨터 애니메이션의 한 분야이다. 영상몰핑 기법은 두 개의 영상이 주어졌을때, 한 영상이 다른 영상으로 변화하는 애니메이션을 생성한다. 지금까지 여러 가지 영상몰핑 기법들이 TV 광고, 뮤직 비디오, 영화등의 특수효과에 사용되어 왔다.
본 논문에서는 영상몰핑의 세 가지 문제인 특징점 대응관계 지정, 변형함수 생성, 변화속도 조절에 대하여 새로운 접근방법을 제시하였다. 이 접근방법은 각각의 문제를 효과적으로 해결하여 기존 기법의 문제점을 극복하는 새로운 영상몰핑 기법을 제공한다.
두 영상의 특징점은 점, 선분, 또는 곡선에 의하여 지정되고, 특징점들간의 대응관계는 특징점들로 부터 추출된 점들의 집합에 의하여 표현된다. 특징점은 컴퓨터 비젼 기법인 snake를 이용하여 효율적으로 지정될 수 있다. 본 논문에서는 변형함수를 고무판의 이차원 변형으로 보고 변형함수를 구하기 위한 두 가지 변형 기법을 제시하였다. 첫번째 방법은 에너지 최소화 방법으로 일차 연속이고 일대일 대응인 변형함수를 생성한다. 두번째 방법은 자유변형 기법(free-form deformation)을 확장하여 다단계 자유변형 기법을 제시하고, 이를 이용하여 이차 연속이고 일대일 대응인 변형함수를 생성한다. 본 논문에서는 변화속도 조절을 특징점 보간과 분리하여 고려하였다. 이를 통하여, 기존의 방법보다 사용하기 편리한 변화속도 조절 방법을 제시하였고, 변화속도를 시간과 위치의 함수로 지정할 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 영상몰핑의 확장으로서 세 개 이상의 영상간의 몰핑을 수행하는 방법을 새롭게 제시하였다. 그리고, 변형된 영상을 빨리 생성하는 방법과 두 개의 동영상간의 몰핑을 효율적으로 처리하는 방법을 고려하였다.
