图像修复算法中匹配点搜索和修复顺序研究-论文.pdf

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1、第34卷第3期西华师范大学学报(自然科学版)2013年9月Vo1．34No．3JournalofChinaWestNormalUniversity(NaturalSciences)Sep．2013文章编号：1673-5072(2013)03-．0260-05图像修复算法中匹配点搜索和修复顺序研究吴亚娟，刘晓锋，张刚园(1．西华师范大学计算机学院，四川南充637009；2．电子科技大学计算机科学与工程学院，四川成都611731)摘要：在基于纹理合成的数字图像修复算法中，通常需要在已知区域搜索污损点

2、所对应的匹配点，所选择的搜索匹配点的方法不同，会得到完全不同的修复结果．先修复的污损点一旦获取了估计值之后，也会成为修复其余污损点的一个参考依据，因此所采取的修复顺序对修复过程的影响也是至关重要的．本文分别讨论了不同的搜索匹配点的方法和不同的修复顺序对修复结果的影响，并据此对污损图像进行合理和有效地修复．关键词：图像修复；偏微分方程；纹理合成；灰色关联度中图分类号：TP391．4l文献标识码：A1引言图像修复是一门古老的艺术，源于欧洲文艺复兴时期对中世纪的美术作品中出现的裂缝所进行的修复工作，修

3、复的目标是填充艺术作品中的遗失或破损区域，恢复其完整性．Bertalmio等人。。在2000年首次提出数字图像修复技术这个术语．数字图像修复是以一种不易察觉的方式修改图像，用户只需对污损区域进行标记，计算机自动对图像进行修复．数字图像修复在修补破损(如视频中缺失内容，以及照片中的裂痕、胶片的戈0痕或污点等)、增加或移除目标(如图像中删除部分文字、人物等)、文物保护、影视特技制作和图像压缩等方面都有着重大的应用价值．图像修复是一个病态问题，因为没有足够的信息可以保证能唯一正确地恢复被损坏部分．目前

4、，图像修复的方法主要集中为基于偏微分方程、基于纹理合成以及两者相结合三类．第一，基于偏微分方程(partialdiferentialequation，PDE)的算法，此类方法的主要思想是利用物理学中的热扩散方程将待修复区域周围的已知信息传递到待修复区域中去，以Bertalmio等的掺复算法和Chan等的总变分修复算法及曲率驱动扩散修复算法为代表．基于PDE的算法遇到偏大的修复区域时，扩散过程会引起一些明显的模糊．第二，基于纹理合成的算法J，在待修复区域的边界上选取一个污损点及其邻域作为样本块，在

5、图像的已知区域内搜索具有相似纹理特征的块与之匹配，然后以某种统计方法获得污损点的灰度值．相较于基于PDE的算法，修复过程利用了更多的已知信息但是当图像中的边缘比较复杂时，该类算法修复结果有可能存在边缘断裂和纹理匹配错误等较明显的现象，第三，偏微分方程和纹理合成相结合。的方法，将图像分解为结构图像和纹理图像两个部分，然后对其结构图像采用PDE方法进行修复，对其纹理图像采用纹理合成的方法进行修复，最后合成两部分的修复结果．图像修复问题的描述如图1所示，I为被污损的待修复的灰度图像，n为指定的待修复区

6、域，可以是连通的或者非连通的，aQ为Q的边界，=I—Q即为图像的已知区域，①在整个修复过程中不发生任何改变．MASK是一幅与污损图像I大小相同的二值图像：值为0的点表示已知点，不需要修复，对应于中的元素；值为1的点表示待修复的污损点，构成的集合对应于Q．2搜索匹配点在基于纹理合成的图像修复算法中，通常需要在已知区域搜索污损点的所对应的匹配点，然后再依据匹收稿Et期：2013—01—14基金项目：西华师范大学科研启动项目(No．I1B026)；西华师范大学重大培育项目(No．09A003)．作者简

7、介：吴亚娟(1974一)，女，四川大竹人，西华师范大学计算机学院副教授，博士，主要从事图像处理和数值计算研究．264西华师范大学学报(自然科学版)2013矩[4]CHANT，SHENJ．NontextureInpaintingbyCurvature—DrivenDifusions(CDD)[J]，J．VisualComm．ImageRep．，2001，12(4)：436—449．[5]CRIMINISIA，PEREZP，TOYAMAK．RegionFillingandObjectRemovalb

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