[發明專利]基于波原子變換和非參數模型的電影自動修復方法

有效

• 申請號: 201110304655.4
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102436641A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 許洪騰;翟廣濤;楊小康
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于波原子變換和非參數模型的電影自動修復方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步、采用運動估計的方法從視頻的N幀圖像序列I中求得前后幀之間的殘差圖像，即計算當前圖像幀I^t和前后幀I^t-1，I^t+1的殘差圖?再通過殘差圖像估計出圖像序列中的噪聲的方差σ²；

第二步、對第t幀圖像I^t進行預處理，包括先使用高斯平滑模塊對圖像進行低通濾波，再使用橫向的Sobel算子對垂直的邊緣和劃痕區域進行粗略的標記，最后使用數學形態學的膨脹算子對標記位置進行擴大，得到矩陣M用于對圖像的平滑區域進行保護；

第三步、根據估計的噪聲方差、第t幀圖像I^t和M采用基于波原子變換的循環嵌套的方法修復劃痕并去除噪聲；

第四步、根據幀間和幀內信息對第t幀圖像I^t中的斑塊進行檢測；

第五步、采用非參數模型對檢測出的斑塊位置進行填補。

2.根據權利要求1所述的基于波原子變換和非參數模型的電影自動修復方法，其特征是，第一步中：所述的運動估計，是將I^t分割成8乘8的塊?對每一塊在前后幀中找到最匹配的塊，求得殘差，其中t表示圖像幀序號，t＝{1，2，L，N}，(x，y)為中心像素位置，則殘差圖?中以(x，y)為中心的塊?則?|·|表示絕對值操作符，argmin(·)表示最小化操作符；

所述的通過殘差圖像估計出圖像序列中的噪聲的方差是指：分別在殘差圖?中絕對值最小的前70％的點，組成隨機變量X_t-1和X_t+1，分別求得它們的方差?使用下式估計噪聲方差σ²：

3.根據權利要求1所述的基于波原子變換和非參數模型的電影自動修復方法，其特征是，第二步中：

所述的高斯平滑模塊

所述的Sobel算子

所述的膨脹算子

所述M由下式求得

其中表示*二維卷積算子；?表示膨脹算子，函數F_T(·)如下式，

4.根據權利要求1所述的基于波原子變換和非參數模型的電影自動修復方法，其特征是，第三步中：所述的波原子變換，其中波原子為滿足一下條件的函數?

其中j為尺度縮放因子；x＝(x₁，x₂)為空間坐標；ω＝(ω₁，ω₂)為變換后的頻域坐標；n＝(n₁，n₂)為波原子對應的空間域位移向量；m＝(m₁，m₂)表示波原子在頻域的位置；?表示ψ的傅里葉變換結果；ε_m＝(-1)^m；?函數g為支撐集長度2π的無窮可微的實值函數；

所述的波原子變換包括正變換和反變換，正變換的計算過程為：

i)對圖像I^t做快速傅里葉變換FFT得到圖像的頻域表示?

ii)對于每個(j，m)，在[-2^jπ，2^jπ]×[-2^jπ，2^jπ]的范圍內求?

iii)在2^j尺度下做快速傅里葉逆變換IFFT得到變換系數c_m，n，j，如下式所述：

將上述正變換記作f(·)

反變換的計算過程為正變換的逆過程：

i)對每個c_m，n，j做FFT，得到?

ii)對每個?求出在范圍內[-2^jπ，2^jπ]×[-2^jπ，2^jπ]的?

iii)將ii)中的結果在頻域累加，再做IFFT得到I^t；

反變換記作f^-1(·)。