基于分块方向梯度能量的图像修补算法-论文.pdf

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1、第25卷第6期计算机辅助设计与图形学学报Vo1．25NO．62013年6月JournalofComputerAidedDesign&ComputerGraphicsJune2o13基于分块方向梯度能量的图像修补算法张一天”，关右江，吴艳楠”，孙丰”，秦开怀”·(清华大学计算机科学与技术系北京100084)z(清华大学精密仪器与机械学系北京100084)(qkhdcs@tsinghua．edu．cn)摘要：为了对图像破损区域进行修补和前景去除，提出一种基于样本的图像修补算法．首先引入“分块的方向梯度能量”来评估像素块在某个方向上的整体颜色变化情况；然后

2、利用最大方向梯度能量估算该像素块中存在的边缘的强度与方向．该算法包括像素块填充优先级计算、像素块匹配和更新未知区域边界、可信任度等全局参数的更新3个步骤．在计算像素块填充优先级时，考察像素块在待修补区域边界法向上的方向梯度能量，优先选取包含更强边缘信息的未知区域；而在像素块匹配过程中，除比较像素块对应的颜色值之外，还利用方向梯度能量对它们可能存在的边缘进行比较与匹配．实验结果表明，该算法能够使图像的结构信息正确地传播到待修补的未知区域中，填充后的图像具有较为平滑的边缘．关键词：图像修补；基于样本；梯度；填补顺序中图法分类号：TP391ImageInp

3、aintingBasedonPatch—OrientedGradientEnergyZhangYitian”，GuanYoujiang，WuYannan”，SunFeng”，andQinKaihuai”(DepartmentComputerScienceandTechnology，TsinghuaUniversity，Beijing100084)(DepartmentoJPrecisionInstrumentsandMP('hanology，TsinghuaUniversity，Beijing100084)Abstract：Thispaperpres

4、entsanewexemplar—basedimageinpaintingalgorithmforimageinpaintingandobjectremova1．Aconcept，calledpatchorientedgradientenergy，isintroducedtoestimatethecolorchangeofanimagepatch．Bymeansofthemaximumpatch—orientedgradientenergyamongallthepatches，thedirectionandstrengthofanedgeinthep

5、atchcanbeestimated．Exemplar—basedinpaintingmethodsoftencontainthreesteps：thefirstistocomputethepriorityofeachpatchtobeinpainted；thesecondistomatchthepatches；andthethirdistoupdatetheglobalparameterssuchasunknownregion’Scontourandtheconfidencevalues．Usingtheorientedgradientenergy

6、inthenormaldirectionoftheunknownregion’Scontour，wefirstlyselectthepatchescontainingthestrongeststructureinformation(i．e．，edgeinformation)．Inthematchingstep，wecomparenotonlythecolorvaluesofthecorrespondingpixels，butalsotheedgeinformationinthepatchesbythepatch—orientedgradientene

7、rgy．Theexperimentsshowthatouralgorithmcanpropagatethestructuresandtexturesnearboundariesoftheareastobeinpaintedtotheunknownregionsinacorrectwaytoobtainresultswithvisuallysmoothedgesintheinpaintedimage．Keywords：inpainting；exemplar—based；gradient；fillingorder图像修补⋯是一种修复图像中因各种原因形成个

8、重要研究课题，已经被广泛应用到数字媒体保护、的空洞的技术，是计算机视觉和图像处理领域的一图像编辑以及图像编码