[發(fā)明專利]一種結(jié)合方向因子的樣本塊稀疏性圖像修復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310252648.3
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103325095A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志丹;和紅杰;尹忠科;陳帆
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所 51208
• 代理人: 陳樹明

1.一種結(jié)合方向因子的樣本塊稀疏性圖像修復(fù)方法，包括以下步驟：

A、預(yù)處理：將含待修復(fù)區(qū)域Ω的待修復(fù)圖像I，利用基于顏色信息的結(jié)構(gòu)稀疏度的自適應(yīng)樣本塊圖像修復(fù)算法進(jìn)行修復(fù)，得到預(yù)處理圖像I’；同時，劃分待修復(fù)圖像I中待修復(fù)區(qū)域Ω的填充邊界δΩ，將待修復(fù)圖像I中的待修復(fù)區(qū)域Ω內(nèi)各像素點(diǎn)r的置信度值C(r)初始化為0，已知區(qū)域內(nèi)各像素點(diǎn)r的置信度值C(r)初始化為1；

B、估計方向因子：對預(yù)處理圖像I’利用超小波變換估計出其水平、垂直、正對角和反對角四個方向的方向因子矩陣A_k(k＝1，2，3，4)；

C、顏色-方向因子加權(quán)距離的計算：以待修復(fù)區(qū)域Ω的填充邊界δΩ上任意點(diǎn)p為中心點(diǎn)的邊界樣本塊Ψ_p與該點(diǎn)p的鄰域N(p)內(nèi)的任意點(diǎn)q為中心的各已知塊Ψ_q的顏色-方向因子加權(quán)距離D，D＝(η·d(Ψ_p，ψ_q)+μ·d(Γ_p，Γ_q))；其中η和μ分別為顏色信息和方向因子信息的加權(quán)系數(shù)，0＜η，μ＜1，η+μ＝1；邊界樣本塊Ψ_p與鄰域塊Ψ_q的大小相等，大小均為7*7；鄰域N(p)的大小為21*21～101*101；Г_p與Γ_q分別為方向因子矩陣A_k中以p，q點(diǎn)為中心的方向因子塊，d(Ψ_p，Ψ_q)表示邊界樣本塊Ψ_p中已知區(qū)域的像素點(diǎn)r的值和已知塊Ψ_q中對應(yīng)位置點(diǎn)r’的像素值的差的均方；

D、計算邊界樣本塊的優(yōu)先權(quán)：

先計算邊界樣本塊Ψ_p與鄰域N(p)內(nèi)的已知塊Ψ_q的相似度X_p，q：

Xp,q=1Z(p)exp(-Dσ2)]]>

其中σ＝5；Z(p)為使得的歸一化常數(shù)，N_s(p)為中心點(diǎn)q在p點(diǎn)的鄰域N(p)內(nèi)的各已知塊Ψ_q的集合，

再構(gòu)造出邊界樣本塊Ψ_p的結(jié)構(gòu)稀疏度S(p)，

進(jìn)而計算邊界樣本塊Ψ_p的優(yōu)先權(quán)P(p)，P(p)＝C(p)·S(p)，其中C(p)為邊界樣本塊Ψ_p的塊置信度值，為邊界樣本塊Ψ_p中像素點(diǎn)r的置信度值C(r)之和與邊界樣本塊Ψ_p像素點(diǎn)r總個數(shù)|Ψ_p|的比值，即：

E、尋找匹配塊：對計算出的所有邊界樣本塊Ψ_p的優(yōu)先權(quán)P(p)進(jìn)行比較，將具有最大優(yōu)先權(quán)值P(p)的邊界樣本塊Ψ_p作為當(dāng)前待填充塊Ψ_m，并選出相對應(yīng)的方向因子塊Г_m，根據(jù)當(dāng)前待填充塊Ψ_m的結(jié)構(gòu)稀疏度S(m)自適應(yīng)確定局部搜索窗口半徑W：

W=γ·S(m),ifγ·S(m)>3030,ifγ·S(m)≤30]]>

其中γ為權(quán)重系數(shù)，取值范圍為40-80；

計算出搜索窗口內(nèi)以任意點(diǎn)l為中心點(diǎn)的大小為7*7的已知塊Ψ_l與當(dāng)前待填充塊Ψ_m的顏色-方向因子加權(quán)距離D，從中找出顏色-方向因子加權(quán)距離D最小的前M個已知塊{Ψ_l′}_l′＝1:M作為匹配塊；

F、像素點(diǎn)值填充：在當(dāng)前待填充塊Ψ_m和M個匹配塊{Ψ_l′}_l′＝1:M的顏色空間及方向因子空間以局部連續(xù)一致性為約束條件，建立能量優(yōu)化方程，獲得稀疏表示系數(shù)是第l′個匹配塊Ψ_l′的稀疏表示系數(shù)；并得出當(dāng)前待填充塊Ψ_m的稀疏表示信息Ψ_t，將當(dāng)前待填充塊Ψ_m中的未知區(qū)域像素點(diǎn)的值用稀疏表示信息Ψ_t中對應(yīng)位置點(diǎn)的像素值填充；

G、置信度值更新：用當(dāng)前待填充塊Ψ_m的塊置信度值C(m)賦值給當(dāng)前待填充塊Ψ_m中被填充的像素點(diǎn)的置信度值C(r)；

H、新的邊界樣本塊優(yōu)先權(quán)的計算：將F步中被填充的像素點(diǎn)作為已知像素點(diǎn)，重新劃分待修復(fù)區(qū)域Ω的填充邊界δΩ，對于填充邊界δΩ上的新的像素點(diǎn)，按C、D步的方法分別計算出以其為中心點(diǎn)的邊界樣本塊Ψ_p的顏色-方向因子加權(quán)距離D和優(yōu)先權(quán)P(p)；

I、重復(fù)步驟E-H的操作，直至H步重新劃分待修復(fù)區(qū)域Ω的填充邊界δΩ為零，結(jié)束操作。