[發(fā)明專利]一種結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)的唐卡圖像修復(fù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710361104.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107705255A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王維蘭;王鐵君;郭曉然;胡文謹(jǐn);許燕;賈艷軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北民族大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)的唐卡圖像修 復(fù)方法。

背景技術(shù)

數(shù)字圖像修復(fù)技術(shù)是目前計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，一個(gè)重要的應(yīng)用是 文化遺產(chǎn)、藝術(shù)品的虛擬復(fù)原。我國(guó)的唐卡作為一種活態(tài)文化和重要的非物質(zhì) 文化遺產(chǎn)，不僅是雪域高原上的絢麗奇葩，而且其厚重的歷史意蘊(yùn)、深邃的宗 教思想、百科全書式的藏文化內(nèi)涵，成為今天研究藏族歷史、民族、民俗、宗 教和繪畫藝術(shù)等方面極其重要的實(shí)物資料，眾多珍品獨(dú)一無(wú)二。但歷經(jīng)滄桑， 損毀嚴(yán)重，殘損情況觸目驚心，亟待搶救整理。毫無(wú)疑問(wèn)，提高計(jì)算機(jī)對(duì)文化 遺產(chǎn)、藝術(shù)品及圖像智能信息處理能力的研究有重要學(xué)術(shù)價(jià)值，廣泛的應(yīng)用前 景，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展具有重要意義。

鑒于藝術(shù)品領(lǐng)域的復(fù)雜性、圖像的多樣性及圖像模式的復(fù)雜性，形成了圖 像修復(fù)領(lǐng)域一系列的挑戰(zhàn)性課題。通用的具有一定智能水平和識(shí)別能力的圖像 虛擬復(fù)原可能還有很長(zhǎng)的路要走，一種結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)的唐卡圖像修復(fù)問(wèn)題，主 要解決圖像中破損區(qū)域是“關(guān)鍵塊”的修復(fù)方法。近年來(lái)，我們?cè)谄茡p唐卡的 數(shù)字圖像修復(fù)方面，已經(jīng)解決了部分的問(wèn)題：

在大量的圖像中，如何判斷或檢測(cè)是唐卡圖像還是非唐卡圖像？首先對(duì)圖 像進(jìn)行歸一化、分塊處理等預(yù)處理過(guò)程；通過(guò)圖像信息熵、圖像顏色變化率以 及圖像對(duì)稱性等特征提取，得到用于區(qū)分唐卡圖像與非唐卡圖像的鑒別特征； 然后對(duì)圖像信息熵特征、圖像顏色變化率特征、圖像對(duì)稱性特征的相似性度量， 采用間隔閾值漸進(jìn)算法作為主分類器實(shí)現(xiàn)對(duì)唐卡圖像與非唐卡圖像的分類。該 方法獲得授權(quán)專利：一種唐卡圖像與非唐卡圖像的區(qū)分方法，專利號(hào)：ZL 201110320662.3。

根據(jù)破損的唐卡圖像破損塊形狀、破損塊鄰域的信息以及現(xiàn)有的修復(fù)算法 特點(diǎn)等，提出了不同破損區(qū)域采用不同修復(fù)算法的問(wèn)題，解決了相關(guān)技術(shù)問(wèn)題， 主要包括：第一，對(duì)破損塊形狀分類。首先使用現(xiàn)有的分水嶺方法分割待修復(fù) 圖像，并對(duì)破損區(qū)域中各個(gè)破損塊的形狀分為線狀和塊狀，實(shí)現(xiàn)破損塊形狀分 類。第二，對(duì)破損塊的鄰域分類。采用灰度共生矩陣提取鄰域塊的二階統(tǒng)計(jì)信 息，通過(guò)灰度共生矩陣提取反應(yīng)紋理的各種特征，并對(duì)特征進(jìn)行高斯歸一化， 采用現(xiàn)有的K近鄰法將鄰域塊分為紋理塊和非紋理塊，實(shí)現(xiàn)破損塊鄰域的分類。 第三，對(duì)破損塊修復(fù)。結(jié)合修復(fù)算法的特點(diǎn)、破損塊的形狀和破損鄰域塊的類 型制定算法的選擇規(guī)則，實(shí)現(xiàn)破損區(qū)域的自動(dòng)修復(fù)。該方法獲得授權(quán)專利：基 于破損塊形狀和鄰域分類的唐卡圖像修復(fù)方法，專利號(hào):ZL 201110320658.7。

研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于破損圖像中破損塊，若其為該圖像中是“唯一塊”，如一 幅釋迦牟尼佛唐卡圖像，左耳朵破損或信息丟失，左耳朵在該圖中是唯一塊， 但同時(shí)這樣的塊在該圖像中有對(duì)稱的樣本，對(duì)于均勻?qū)ΨQ的佛頭像，右耳朵即 為水平方向的對(duì)稱樣本，可以利用對(duì)稱樣本塊的方法修復(fù)左耳朵。類似這樣的 破損圖像修復(fù)問(wèn)題，我們提出了基于對(duì)稱樣本塊的圖像修復(fù)方法，由破損區(qū)域 分割階段與破損區(qū)域修復(fù)階段構(gòu)成。按照下述步驟進(jìn)行，首先，破損區(qū)域的分 割階段，包括預(yù)處理、圖像分割方法選擇；其次，破損區(qū)域邊界點(diǎn)的確定及尋 找優(yōu)先權(quán)最高的點(diǎn)，并確定優(yōu)先權(quán)最高的待修復(fù)塊；第三，在非破損區(qū)域內(nèi)搜 索待修復(fù)塊的最佳對(duì)稱樣本塊；第四，利用對(duì)稱的對(duì)應(yīng)規(guī)則將最佳對(duì)稱樣本塊 的像素值填充到待修復(fù)塊中；第五，更新破損區(qū)域的面積；后面的四個(gè)步驟反 復(fù)進(jìn)行，直到破損區(qū)域的面積為零時(shí)為止。該方法能有效的修復(fù)圖像中破損的 對(duì)稱結(jié)構(gòu)，也成功應(yīng)用于具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的破損唐卡圖像的修復(fù)中，并申請(qǐng)了專 利：基于對(duì)稱樣本塊的圖像修復(fù)方法，進(jìn)入實(shí)審階段，申請(qǐng)?zhí)枺?01410498115.8。

此外，縱觀現(xiàn)有的圖像修復(fù)方法，都是面向具體的應(yīng)用對(duì)象，各種方法都 有一定的適用性和局限性，所以圖像修復(fù)也沒(méi)有一般的方法解決所有的問(wèn)題。 在實(shí)際的唐卡破損圖像修復(fù)研究中，如果破損區(qū)域在整個(gè)圖像中是“唯一”且 不具有上面所述的對(duì)稱樣本，如一幅釋迦牟尼佛的唐卡圖像，其發(fā)髻或某個(gè)手 勢(shì)破損，該類型破損圖像的修復(fù)顯然不能利用破損區(qū)域周圍信息填充的方法， 本圖中也沒(méi)有對(duì)稱樣本，這種具有一定語(yǔ)義的破損區(qū)域我們稱其為唯一“關(guān)鍵 塊”。解決這類破損圖像的修復(fù)問(wèn)題，有非常重要的實(shí)用價(jià)值。目前，還未專門 研究和文獻(xiàn)報(bào)道。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：不能夠?qū)ξㄒ弧瓣P(guān)鍵塊”破損的唐卡 圖像進(jìn)行修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)的唐卡圖像修 復(fù)方法。