基于樣本塊的圖像修復(fù)算法研究.pdf

1、數(shù)字圖像修復(fù)是指計(jì)算機(jī)軟件或程序根據(jù)圖像中不完全的已知信息來重建信息缺失部分，使最終得到的圖像有良好的視覺合理性。該技術(shù)在文物修復(fù)、超分辨率重建、圖像壓縮編碼、影視后期制作等方面都有較為廣泛的應(yīng)用。隨著近年電子技術(shù)的發(fā)展、便攜拍照設(shè)備的普及，人們對(duì)于圖像修復(fù)和圖像編輯功能的精確性與實(shí)時(shí)性的需求也在日益增長。
　　本文重點(diǎn)對(duì)基于樣本塊的圖像修復(fù)算法展開研究，以提高圖像的修復(fù)質(zhì)量、降低修復(fù)時(shí)間為目的，針對(duì)圖像大面積缺損時(shí)，修復(fù)圖像中紋

2、理結(jié)構(gòu)錯(cuò)亂及修復(fù)耗時(shí)較長等問題，從修復(fù)優(yōu)先權(quán)策略和匹配塊搜索范圍進(jìn)行改進(jìn)，使圖像修復(fù)效果有所提高。本文主要工作和創(chuàng)新如下：
　　（1）提出基于優(yōu)先權(quán)改進(jìn)和塊劃分的圖像修復(fù)算法。針對(duì)Criminisi算法中置信項(xiàng)隨著修復(fù)的進(jìn)行有迅速下降趨于零而導(dǎo)致修復(fù)順序錯(cuò)亂的現(xiàn)象，利用待修復(fù)塊在已知像素?cái)?shù)量相同而被包圍程度不同情況下修復(fù)優(yōu)先順序的差異，重新定義新的置信項(xiàng)計(jì)算方法，使之不再過多受到已修復(fù)完成區(qū)域的影響。另外，針對(duì)算法中全局搜索耗時(shí)且

3、易出現(xiàn)錯(cuò)誤匹配的問題，采用塊劃分方法對(duì)該問題加以解決，首先利用紋理信息將圖像自適應(yīng)劃分成大小不一的矩形塊，其次結(jié)合顏色信息，為包含有待修復(fù)區(qū)域的圖像塊尋找相似圖像塊，并將所得結(jié)果作為搜索范圍。該算法在減少誤匹配及它所產(chǎn)生的錯(cuò)誤填充累積現(xiàn)象有較好表現(xiàn)，整體修復(fù)時(shí)間有所降低，同時(shí)修復(fù)后的圖像能夠保持較好的視覺效果。
　　（2）提出基于顯著圖和灰度熵的圖像修復(fù)算法。針對(duì)基于分離優(yōu)先權(quán)策略的修復(fù)算法中，第一階段利用結(jié)構(gòu)信息來確定修復(fù)順序時(shí)

4、，易受圖像紋理信息干擾，較難精確找到優(yōu)先權(quán)高的待修復(fù)塊問題，本文將人類視覺注意信息即視覺顯著圖加入該階段優(yōu)先權(quán)的計(jì)算中，使擁有較強(qiáng)結(jié)構(gòu)信息和視覺認(rèn)為重要的部分優(yōu)先進(jìn)行修復(fù)，以此保證圖像中邊緣結(jié)構(gòu)的連貫性。其次依據(jù)待修復(fù)塊所具有的顯著性應(yīng)與所匹配的圖像塊顯著性相當(dāng)這一特點(diǎn)，將顯著性信息加入樣本匹配過程中，使之與顏色信息一同作為匹配準(zhǔn)則，提高樣本匹配精度。最后針對(duì)算法中采用待修復(fù)塊周圍固定鄰域作為搜索范圍可能造成的樣本來源不足問題，利用圖像