Moving Least Squares Image Deformation

高性能移动最小二乘(MLS)图像变形库 - 基于控制点的实时图像变形工具，适用于图像编辑、图像配准、面部表情动画，计算机视觉、数据增强等应用领域。以类的方式设计，在初始化阶段智能预计算权重和变形数据，相比传统逐帧计算MLS变形，性能提升高达数十倍。

Features

• 实时变形：通过控制点交互，实时更新图像变形。
• 高性能：预计算权重和变形数据，显著提升变形速度。
• 简洁API：通过类的方式封装MLS变形逻辑，提供简洁的API接口。
• 支持多种变形类型："Affine"、"Similarity"、"Rigid"。
• 部署支持： 支持嵌入式C/C++代码生成，便于集成到其他应用中。

Usage

p,q是同大小（Mx2）的二维控制点集坐标，分别表示源图像和目标图像的控制点位置。imgHeight和imgWidth是图像的高度和宽度。

% 三步完成复杂变形
mls = mlsImageWarp(p, imgHeight, imgWidth); % 初始化
deformed = mls.warpImage(img, q);           % 执行变形
imshow(deformed);                           % 可视化

Example

1. run Example.m ，弹出交互窗口。
2. 在弹出的图像窗口中，鼠标点击添加控制点（红色圆点，自动编号），每点击一次添加一个点。
3. 添加完所有控制点后，按下 ESC 键 结束控制点添加。
4. 拖动已添加的控制点，图像会根据控制点的新位置自动实时变形。

Performance

方法	512×512图像	2000x2000图像	控制点
本库(预计算)	8.8 ms	12.2 ms	10个
本库(预计算)	9.4 ms	13.2 ms	30个
本库(预计算)	10.3 ms	15.1 ms	60个
传统计算	830.0 ms	13662.1 ms	10个
传统计算	1303 ms	24771.5 ms	30个
传统计算	2678.9 ms	39582.1 ms	60个

测试环境：MATLAB R2025a, Intel Core i5-13400F，变形类型：“Rigid”

Requirement

• MATLAB
• Image Processing Toolbox™

References

[1] Schaefer, Scott, et al. "Image deformation using moving least squares." ACM Transactions on Graphics (TOG) 25.3 (2006): 533-540.