數(shù)字圖像和視頻修復理論及其算法研究.pdf

1、數(shù)字修復理論與算法是近年來數(shù)字媒體領域倍受關注的研究熱點。數(shù)字修復技術通過適當?shù)乃惴ü烙嫴⑻畛鋱D像指定區(qū)域內的缺損數(shù)據。本文主要圍繞靜態(tài)圖像以及動態(tài)視頻圖像序列內指定區(qū)域的修復問題展開研究。 1.在靜態(tài)圖像修復研究方面，本文概括了現(xiàn)有的圖像修復理論與算法，對其中幾種經典算法進行了詳細的分析與比較，提出了一種新的基于紋理合成的圖像修復算法。該算法不僅加快了修復速度，而且改善了算法的修復效果，提高了算法的魯棒性，減少了誤匹配及誤差擴

2、散的問題，尤其在針對較大尺度的區(qū)域進行修復時效果更為明顯。其中：(1)提出了新的優(yōu)先權計算方法。它通過引入全局梯度閾值，并對信心因子和數(shù)據因子規(guī)則化，使梯度較高的圖像邊緣得到優(yōu)先修復，同時又保證了信心因子較高而梯度較弱區(qū)域的修復優(yōu)先權。(2)提出了新的樣例圖像塊搜索策略。通過利用當前待修復圖像塊內的已知像素信息，預測修復后圖像塊的統(tǒng)計屬性，篩選滿足限制條件的待匹配的圖像塊計算其匹配代價。并通過引入雙射因子，改進了匹配代價函數(shù)，解決了修復

3、結果中部分圖像細節(jié)重復出現(xiàn)造成的不自然問題。 2.在視頻圖像序列修復方面，本文提出了一種基于時間相關性的視頻修復算法。其基本思想是利用時間鄰域窗口內的圖像信息修復當前幀內的未知像素。該算法優(yōu)點是不限制攝像機的運動，不需要專門的視頻前景-背景提取，便于對運動較為復雜的視頻進行修復處理。(1)研究了視頻全局運動模型及其參數(shù)優(yōu)化估計的方法。提出了在自適應的快速塊匹配或Harris角點匹配的基礎上，通過運動矢量直方圖和最大類間方差兩種方

4、法剔除外點后，利用牛頓-拉夫遜方法進行迭代求解的全局運動估計方法。(2)提出了在當前時間窗口內圖像幀對齊操作的基礎上，對當前幀中受損像素進行視頻前景-背景標記，并分別修復的算法。該算法通過Poisson方程對未知像素進行預先填充，并在多分辨率Lucas-Kanade光流分析的基礎上，對受損前景像素的局部運動矢量進行估計。與其它視頻修復算法相比，該算法通過在當前時間窗口內進行色彩調整，使鄰域圖像幀與當前圖像幀的色彩一致，從而解決了視頻幀間