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1、【关键词】数字图像修复TV模型修复算法优先权函数匹配块搜索空间置信度【英文关键词】DigitalimageinpaintingimageinpaintingalorithmbasedonTvmodelpatchprioritythematchingregionconfidenceterm数字图像修复论文：数字图像修复算法研究【中文摘要】数字图像修复技术作为数字图像处理的一个重要分支,也是当前计算机研究方向的热点领域之一,被普遍应用于数字图像中破损信息的恢复、无线传输中丢失信息的恢复、影视作品的修复和特技的制作、多余目标物体的去除、图像的传输以及图像压缩和缩放等领域。数字图像修复技术的研究
2、主要集中在两个方面：基于偏微分模型的数字图像修复技术和基于纹理合成的数字图像修复技术。本文介绍了数字图像修复技术的研究意义和目前研究状况,在此之上做出了改进,主要工作如下：1、提出了一种改进的基于PDE的图像修复算法基于PDE模型的数字图像修复技术是通过在图像的缺损边界区域建立偏微分方程,通过估算等照度线方向,将破损区域周围信息传播到目标区域内的工作机制。作为一种广义的图像复原,在本质上属于图像插值问题。本文针对小面积缺损图像的修复问题,改进了基于整体变分(TotalVariation)模型。传统的TV模型修复算法在迭代过程中所有区域的像素点都以同样的权重参与到修复计算中,致使有用信息不
3、能得到有效迅速的扩散,针对这个问题,本文提出了基于加权TV模型的图像修复算法,为不同区域的像素点赋予不同的权重,来达到加快有用信息的扩散,从而减少迭代所需次数,提高了算法效率。2、提出了一种改进的基于块匹配的图像修复算法基于纹理合成的数字图像修复技术中较为经典的算法是Crminisi提出的基于样本块的图像修复算法,它是通过计算优先权决定修复顺序,在源区域块内搜索的最优匹配块,将信息复制到相应位置上,最终完成图像修复工作的过程。本文在研究Criminisi算法的基础上,针对其不足提出了几点改进：(1)分析了原算法的优先权函数的缺陷,提出了一种新的优先权函数,引入了像素点梯度方差来判断待修复
4、点周围区域的纹理变化,不仅考虑到图像的结构信息,更考虑到了图像的纹理特征信息,同时也不会出现原算法中存在的随着修复的进行置信度值迅速降到零的问题,优先权函数具有了较高的准确性。(2)根据待修复块周围的结构和纹理信息来确定匹配块搜索空间,改变了全局搜索的方式,用部分搜索减小了搜索范围,从而达到缩短搜索时间的效果。在匹配块搜索过程中,用距离参数控制的搜索方式来代替从上到下、从左到右的顺序搜索,不仅减少了算法运行时间,也使匹配块搜索更为精确,加大了最优匹配块与周围邻域信息的相关性,最终得到的修复结果更加符合人眼的要求。(3)最后更新置信度时,为了避免因连续误差而导致“垃圾块”的形成,用待修复块
5、和所选匹配块之间平均梯度差作为标准,差值越大代表两块之间纹理的差异程度越大,复制过来点的置信度就应该越小,通过实验证明,改进算法可以更好的应用于图像边缘和复杂纹理的修复,匹配结果更加精确,有效的减少了不和谐块的产生。【英文摘要】Thedigitalimageinpaintingtechnologytakesamajorbranchindigitalimageprocessing,andalsoareseachhotspotofcomputergraphicsandcomputervision.Itiswidelyusedinsuchdomainsasrestorationofdigita
6、limage;restorationlostinformationduringwrielesstransmission;restorationandstuntsproductionoffilm;imagereducionandenlargment;removingunnecessarygoals,suchaswrodsorobjects;informationtransmissionandimagecompression;processingwithmosaicandsoon.Atpresent,digitalimagerepairtechnologyresearchmainlyontw
7、oaspects:basedonpartialdifferentialmodelofdigitalimagerestorationtechniquesandtexturesynthesisbasedonthedigitalimagerestorationtechniques.Thispaperintroducesthetechnologyofthedigitalimagerestorationofthepresentresearch
