[發(fā)明專利]基于多窗口融合的數(shù)字圖像修復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710575157.0
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107316283B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱程濤;李鏘;滕建輔
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種基于多窗口融合的數(shù)字圖像修復(fù)方法，包括下列步驟：

(1)對于待修復(fù)圖像I，設(shè)定不同尺寸下的修復(fù)窗口ω_n，其中n為修復(fù)窗口的序號且n∈{1,...,N}，N為窗口的個數(shù)；

(2)在修復(fù)窗口ω_n下，采用Criminisi修復(fù)算法首先計算P_n(p_n)＝C_n(p_n)·D_n(p_n)，

其中P_n(p_n)為目標像素點p_n的優(yōu)先權(quán)，C_n(p_n)為目標像素點p_n的置信度項，ω_n(p_n)為以p_n為中心像素點，窗口尺寸為ω_n的任意像素點組成的目標塊；v_n為ω_n(p_n)與源區(qū)域Φ_n交集內(nèi)的像素點；D_n(p_n)為目標像素點p_n的數(shù)據(jù)項；表示p_n點等照度線方向向量，分別為I的水平、垂直方向的梯度；t(p_n)是破損邊界在p_n處的切線的法向量；α為常數(shù)，值為255；然后依據(jù)公式計算目標像素點優(yōu)先權(quán)最大的點并根據(jù)公式計算待修復(fù)塊對應(yīng)的最優(yōu)匹配點及最優(yōu)匹配塊其中，q_n為源區(qū)域為Φ_n內(nèi)的任意像素點，接著利用公式對破損的待修復(fù)塊進行填充修復(fù)；其次利用公式更新破損區(qū)域及源區(qū)域，分別得到新的破損區(qū)域Ω'_n及新的源區(qū)域Φ'_n，接著利用公式Ω_n＝Ω'_n，Φ_n＝Φ'_n將新的破損區(qū)域再次標記為破損區(qū)域，將新的源區(qū)域再次標記為源區(qū)域，再利用公式對已修復(fù)樣本塊內(nèi)相應(yīng)像素點的置信度值進行更新；重復(fù)上述過程直至破損區(qū)域為空集，完成圖像的修復(fù)，得到修復(fù)窗口尺寸為ω_n下的修復(fù)結(jié)果I_n；

(3)根據(jù)公式計算更新后的待修復(fù)圖像U_I，其中d為比較次序，其取值范圍為d∈{1,...,N-1}，f為比較函數(shù)，同時根據(jù)公式計算修復(fù)方差圖V_I；

(4)根據(jù)公式P_u(p_u)＝C_u(p_u)·D_u(p_u)·E_u(p_u)首先計算目標像素點p_u的優(yōu)先權(quán)P_u(p_u)，各表達式計算方式為：

其中P_u(p_u)為目標像素點p_u的優(yōu)先權(quán)，C_u(p_u)為目標像素點p_u的置信度項，ω_u(p_u)為以p_u為中心像素點，窗口尺寸為ω_u的任意像素點組成的目標塊；v_u為ω_u(p_u)與源區(qū)域Φ_u交集內(nèi)的像素點；D_u(p_u)為目標像素點p_u的數(shù)據(jù)項；E_u(p_u)為目標像素點p_u的修復(fù)方差信息V_I(p_u)與常數(shù)ε構(gòu)成的融合項， ε值取為 1 ；表示p_u點的照度線方向，分別為U_I的水平、垂直方向的梯度；t(p_u)是破損邊界在p_u處的切線的法向量；α為常數(shù)，值為255；然后依據(jù)公式計算目標像素點優(yōu)先權(quán)最大的點并根據(jù)公式計算待修復(fù)塊對應(yīng)的最優(yōu)匹配點及最優(yōu)匹配塊其中，q_u為源區(qū)域為Φ_u內(nèi)的任意像素點，接著利用公式對破損的待修復(fù)塊進行填充修復(fù)；其次利用公式更新破損區(qū)域及源區(qū)域，分別得到新的破損區(qū)域Ω'_u及新的源區(qū)域Φ'_u，接著利用公式Ω_u＝Ω'_u，Φ_u＝Φ'_u將將新的破損區(qū)域再次標記為破損區(qū)域，將新的源區(qū)域再次標記為源區(qū)域，再利用公式對已修復(fù)樣本塊內(nèi)相應(yīng)像素點的置信度值進行更新；重復(fù)上述過程直至破損區(qū)域為空集，完成圖像的修復(fù)，得到最終的修復(fù)結(jié)果I_P。