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

本發(fā)明涉及一種基于多窗口融合的數(shù)字圖像修復(fù)算法，包括：對(duì)于待修復(fù)圖像I，設(shè)定不同尺寸下的修復(fù)窗口ω_n；)在修復(fù)窗口ω_n下，采用Criminisi修復(fù)算法完成待修復(fù)圖像I的修復(fù)，修復(fù)后的圖像記為I_n；計(jì)算更新后的待修復(fù)圖像U_I，計(jì)算修復(fù)方差圖V_I；計(jì)算目標(biāo)像素點(diǎn)p_u的優(yōu)先權(quán)，并將Criminisi修復(fù)算法中目標(biāo)像素點(diǎn)的優(yōu)先權(quán)計(jì)算方式改為P_u(p_u)的計(jì)算方式，然后依據(jù)Criminisi修復(fù)原理對(duì)U_I進(jìn)行修復(fù)，得到最終的修復(fù)結(jié)果I_P。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖像復(fù)原領(lǐng)域，涉及一種基于多窗口融合的數(shù)字圖像修復(fù)算法，可用于文物保護(hù)、影視特效制作等。

背景技術(shù)

數(shù)字圖像修復(fù)技術(shù)是對(duì)待修復(fù)圖像中信息缺失區(qū)域進(jìn)行信息填充的過(guò)程，其目的是為了實(shí)現(xiàn)破損圖像的復(fù)原，同時(shí)使得觀察者無(wú)法察覺(jué)到圖像被修復(fù)的痕跡。數(shù)字圖像修復(fù)技術(shù)現(xiàn)已應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，在攝影和電影業(yè)中用以修復(fù)電影、還原變質(zhì)惡化的膠片，同時(shí)其還可用于消除紅眼、照片上的日期、數(shù)字水印等等。

現(xiàn)階段的數(shù)字圖像修復(fù)技術(shù)主要分為兩大類，一類是基于偏微分方程的數(shù)字圖像修復(fù)算法，另一類是基于紋理合成的數(shù)字圖像修復(fù)算法。相較于基于偏微分方程的修復(fù)算法，基于紋理合成的數(shù)字圖像修復(fù)算法具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，其兼顧了圖像的紋理與結(jié)構(gòu)易于大區(qū)域破損圖像修復(fù)的實(shí)現(xiàn)。Criminisi算法是目前最常用的基于紋理合成的數(shù)字圖像修復(fù)算法，但該算法存在一定的缺陷，其需要通過(guò)指定修復(fù)窗口的尺寸進(jìn)行紋理的填充與合成，當(dāng)修復(fù)窗口發(fā)生變化時(shí)，易造成修復(fù)結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差。因此采用單一修復(fù)窗口進(jìn)行修復(fù)的Criminisi算法需要合理的選擇修復(fù)窗口的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)Criminisi算法存在的問(wèn)題提出一種基于多窗口融合的數(shù)字圖像修復(fù)算法，通過(guò)對(duì)不同尺寸修復(fù)窗口下的修復(fù)結(jié)果進(jìn)行融合，更新待修復(fù)破算圖像的紋理與結(jié)構(gòu)信息，繼而完成多窗口融合下的數(shù)字圖像修復(fù)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于多窗口融合的數(shù)字圖像修復(fù)算法，包括下列步驟：

(1)對(duì)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(hào)且n∈{1,...,N}，N為窗口的個(gè)數(shù)；

(2)在修復(fù)窗口ω_n下，采用Criminisi修復(fù)算法完成待修復(fù)圖像I的修復(fù)，修復(fù)后的圖像記為I_n；

(3)根據(jù)公式計(jì)算更新后的待修復(fù)圖像U_I，其中d為比較次序，f為比較函數(shù)，同時(shí)根據(jù)公式計(jì)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)計(jì)算目標(biāo)像素點(diǎn)p_u的優(yōu)先權(quán)P_u(p_u)，其中C_u(p_u)為目標(biāo)像素點(diǎn)p_u的置信度項(xiàng)，D_u(p_u)為目標(biāo)像素點(diǎn)p_u的數(shù)據(jù)項(xiàng)，ε為常數(shù)，并將Criminisi修復(fù)算法中目標(biāo)像素點(diǎn)的優(yōu)先權(quán)計(jì)算方式改為P_u(p_u)的計(jì)算方式，然后依據(jù)Criminisi修復(fù)原理對(duì)U_I進(jìn)行修復(fù)，得到最終的修復(fù)結(jié)果I_P。