[發明專利]一種多補丁匹配的金相圖修復方法及裝置

在審

• 申請號: 202010879968.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111968059A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 李松濤;陳嬌;李軒澤
• 申請（專利權）人: 李松濤
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/33
• 代理公司: 成都魚爪智云知識產權代理有限公司 51308
• 代理人: 王珍

本發明提出了一種多補丁匹配的金相圖修復方法及裝置，涉及圖像處理技術領域。該方法包括：將金相圖轉換成灰度圖像，加強其邊緣信息，以強化邊緣數據來確定金相圖中的待修復區域。然后通過離散余弦金字塔壓縮算法對待修復金相圖進行壓縮,得到第一待修復金相圖，再通過本發明所提算法對第一待修復金相圖中的修復邊緣區域進行優先級判定，以最優點為補丁中心向其他區域進行搜索并執行多補丁規則匹配，得到第二待修復金相圖，最后對第二待修復金相圖進行逆離散余弦變換解壓，并得到修復后的金相圖。上述實現過程中，提出多層金字塔壓縮，多補丁優選匹配，歐氏距離篩選等改進對金相圖的修復速度與效果均有較好提升，該方法針對金相圖像修復問題具有較強的針對性。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體而言，涉及一種多補丁匹配的金相圖修復方法及裝置。

背景技術

金相圖是金屬材料研究的重要數字化工具，但由于在實際制樣采集過程中，存在的各類外界因素的干擾，導致金相圖的效果較差，對人工觀察分析金屬材料以及基于計算機的自動定量分析均會造成較大干擾，因此需要對金相圖進行修復操作。

目前針對金相圖的修復工作，多以各類濾波算法為主，但濾波算法的基本原理決定了該類修復方法只能適用于金相圖中小范圍噪聲的去除，無法對實際制樣工藝中引入的大范圍噪聲進行去除。且金相圖中灰度相似區域的噪聲去除難度十分大，濾波算法無法區分真實噪聲或球形晶界，易在金相圖合理區域又重新引入干擾。因此，金相圖如有較大污染噪聲時，實驗人員通常會重新對樣品進行相應的制樣工序，極大的浪費了人力物力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多補丁匹配的金相圖修復方法及裝置，用以改善現有技術中無法準確地對包括大范圍噪聲的金相圖進行修復的問題。

第一方面，本申請實施例提供一種多補丁匹配的金相圖修復方法，方法包括：確定待修復金相圖中的待修復區域。通過壓縮算法對待修復金相圖進行壓縮，得到第一待修復金相圖。采用補丁匹配算法對第一待修復金相圖中的待修復區域進行修復，得到第二待修復金相圖。對第二待修復金相圖進行解壓，并得到修復后的金相圖。

上述實現過程中，先通過壓縮算法對待修復金相圖進行壓縮，以提高后續修復的處理速度，在后續進行修復處理時，采用補丁匹配算法進行修復，能夠保證修復后的金相圖的準確性，同時還保證了修復后的金相圖的修復效果。最后進行解壓縮的步驟可以保證得到完整的修復后的金相圖。

在本發明的一些實施例中，確定待修復金相圖中的待修復區域的步驟之前，方法包括：獲取原始金相圖，并將原始金相圖轉換為灰度圖像；對灰度圖像進行中值濾波處理，以得到待修復金相圖。

在本發明的一些實施例中，通過壓縮算法對待修復金相圖進行壓縮，得到第一待修復金相圖的步驟，包括：采用余弦離散變換公式對待修復金相圖進行多次壓縮，余弦離散變換公式為：(0≤u≤M-1，0≤v≤N-1)，其中，z(u，v)表示待修復金相圖，x和y表示待修復金相圖中每個像素點的空間域坐標，u和v表示頻率域坐標，M×N表示所述待修復金相圖中的像素點的個數，和均為補償系數，Z(u,v)表示壓縮后的金相圖。

上述實現過程中，余弦離散變換多次壓縮技術融合補丁匹配算法，可以極大的提高金相圖的修復速度，且其相較于機器學習修復方法對計算機配置要求更低，且能達到很好的修復效果。

在本發明的一些實施例中，采用補丁匹配算法對第一待修復金相圖中的待修復區域進行修復，得到第二待修復金相圖的步驟，包括：確定待修復區域中的目標像素；在補丁庫中查找與目標像素匹配的多個補丁；采用結構相似性算法從多個補丁中確定目標補丁；根據目標補丁對待修復區域進行填充。

在本發明的一些實施例中，確定待修復區域中的目標像素的步驟，包括：獲取待修復區域的邊緣以及邊緣上的所有像素點；計算所有像素點的優先級；根據優先級確定目標像素。