[發明專利]基于矩陣分解的圖像無縫克隆方法

在審

• 申請號: 201410072592.8
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103839220A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 張丹;董建鋒;張大龍;李盼;趙磊;許端清
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06T5/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于矩陣分解的圖像無縫克隆方法，其特征在于，包括：

（1）根據源圖像中克隆區域的梯度域和目標圖像中融合區域的梯度域構建泊松方程，并根據泊松方程得到對應的拉普拉斯方程；

（2）根據所述的拉普拉斯方程構建原始線性系統和原始線性系統方程；

（3）對所述原始線性系統方程的系數矩陣進行分解得到一個帶狀對角矩陣和殘余矩陣，并根據克隆區域的形狀將所述的帶狀對角矩陣劃分為若干個小帶狀對角矩陣；

（4）將各個小帶狀對角矩陣分配到GPU的各個線程，結合殘余矩陣求解得到融合區域中各個像素點相對于克隆區域中相應像素點的初始像素補償值；

（5）將融合區域中所有像素點相對于克隆區域中相應像素點的初始像素補償值作為原始線性系統的初始輸入，通過直接法迭代得到融合區域中所有像素點相對于克隆區域中相應像素點的最終像素補償值；

（6）以融合區域中各個像素點相對于克隆區域中相應像素點的最終像素補償值與源圖像中該像素點的像素值的和作為融合區域中相應像素點的像素值，完成圖像的無縫克隆。

2.如權利要求1所述的基于矩陣分解的圖像無縫克隆方法，其特征在于，所述步驟（3）通過以下步驟將帶狀對角矩陣劃分為若干個小帶狀對角矩陣：

（3-1）判斷克隆區域是否為規則區域：

若克隆區域為矩形，則克隆區域為規則區域，

否則，克隆區域為不規則區域；

（3-2）根據判斷結果進行如下操作：

（a）對規則區域，將帶狀對角矩陣劃分為若干個小帶狀對角矩陣；

（b）對不規則區域，確定所述帶狀對角矩陣中每一行的帶寬，并確定最大帶寬W_max，從第一行開始逐行進行寬度累加直至：

Σi=stωi≥Wmax,]]>

則進一步判斷：

若則將帶狀對角矩陣中的第s行至第t行劃分為一個小帶狀對角矩陣，

否則，將帶狀對角矩陣中的第s行至第t-1行劃分為一個小帶狀對角矩陣，其中，帶狀對角矩陣中每一行的帶寬為第一個不為零的元素與最后一個不為零的元素的列號的差值，ω_i為帶狀對角矩陣中第i行的帶寬，s為每次寬度累加時起始行的行號，每次進行寬度累加均以尚未劃分的首行作為起始行，

若分塊對角矩陣中尚未劃分的所有行的寬度累加和小于W_max時，直接將剩余的所有尚未劃分的行作為一個小帶狀對角矩陣。

3.如權利要求2所述的基于矩陣分解的圖像無縫克隆方法，其特征在于，所述步驟（3-2）中對于規則區域，所述的小帶狀對角矩陣的個數等于GPU的內核數。

4.如權利要求3所述的基于矩陣分解的圖像無縫克隆方法，其特征在于，所述步驟（4）包括以下步驟：

（4-1）采用丟棄奇數行策略將殘余矩陣近似為近似殘余矩陣；

（4-2）并將各個小帶狀對角矩陣分配到GPU的不同線程進行內部迭代得到融合區域中各個像素點相對于克隆區域相應像素點的初始像素補償值。