一种块匹配的图像修复算法

在研究Criminisi算法的基础上,提出了一种新的图像修复算法。根据图像待修复点梯度的大小,在源区域中确定其匹配区域的范围,减少搜索次数;以到待修复点距离从小到大的方式搜索匹配块,应用最近最优匹配块对图像进行修复;提出新的置信度更新方法,使更新后的置信度与累积误差成反比。实验表明,本文提出的图像修复算法具有较好的图象修复效果,并且计算复杂度低,效率高。     

改进的基于样本的图像修复算法

针对图像修复过程中相似块匹配时造成的误差,深入研究Criminisi算法关键步骤的基础上,充分考虑图像中的结构性信息,提出了一种新的相似块匹配判定规则。首先,对待修复块和目标块进行颜色空间的相似性度量。然后,获取目标块和待合成块已知区域的结构性信息,并对结构性信息进行相似度度量;最后,将符合判定条件的目标块拷贝至待合成区域,更新修复区域的置信度。实验证明,该方法有效的减少了原Criminisi算法在相似块匹配中所造成的误差,在人为修复痕迹方面效果较好,与周围环境的融合也更加柔和,结果令人满意。     

基于曲率约束因子与边缘加权法则的图像修复算法

针对当前较多图像修复算法主要通过对图像块进行方差和度量的方法来完成图像修复,忽略了图像块的显著边缘特性,使得修复图像容易出现模糊效应以及不连续效应等不良现象,导致算法修复性能不佳的不足,提出了基于曲率约束因子耦合边缘加权法则的图像修复算法.首先,通过像素点的等照度线方向构造曲率约束因子,对数据项进行约束,形成优先级度量函数,利用优先级度量函数选取优先修补块;然后,利用像素点的均值之差构造像素自相关模型,对样本块的大小进行了调整;最后,以样本块显著边缘为约束,构造了边缘加权模型,通过边缘加权模型联合SSD(sum of squared differences)模型建立了边缘加权法则,对最优匹配块进行搜索,用于对待修补块进行修复.仿真实验结果表明,与当前图像修复算法相比,本文设计的图像修复算法修复的图像具有良好的视觉效果.     

基于邻域关联因子耦合信息度量规则的图像修复算法

针对当前图像修复算法忽略图像纹理信息的变化度而导致修复结果中存在间断及振铃效应等不足,提出了基于邻域关联因子与信息度量规则的图像修复算法。首先,将待修复块与其邻域块的归一化互相关值引入到优先权的计算中,以构造邻域关联因子,并将其与置信度以及数据项结合计算优先权,从而获取优先修复块。利用图像块对应的均值和方差特征,建立信息度量规则,根据纹理信息的变化度对样本块的大小进行调节。最后,引入误差平方和函数,对待修复块与匹配块的相似度进行测量,获取最优匹配块,利用最优匹配块中的像素点对待修复块进行填充,实现图像的修复。通过实验结果发现,所提算法具备更高的修复质量。     

基于区域分割和均方误差改进的图像修复算法

基于样本块的Criminisi图像修复算法在搜索匹配块时,使用全局搜索并用均方误差（sumofsquareddifferences）来衡量样本块差异。该方法存在搜索范围过大,效率较低,仅考虑颜色的差异,容易导致修复结果边界错位等不足,本文提出了一种基于区域分割和均方误差改进的图像修复算法。为了提高样本块匹配速度,先采用区域分割法分割整个图像区域,使待修复样本块只在对应区域内搜索。在比较样本块差异时,本文算法对颜色差异、纹理差异、曲线特征差异进行了加权综合,从而保证了修复后图像在颜色和纹理上均与已知区域保持一致,解决了Criminisi算法效率低且容易出错等问题。实验结果表明本文算法修复结果在执行效率、视觉效果上要比Criminisi算法好。     

一种改进的基于Criminisi算法的目标移除方法

由Criminisi算法设想并提出的基于样本块图像修复方法,不但能够修复大面积破损区域,而且可以用于移除图像中的目标物。针对其在计算修复块优先级和搜索最佳匹配块时存在的一些不足,提出了一种改进的基于样本块的目标移除方法。在图片预处理中首先进行膨胀腐蚀处理;其次优先级计算中将置信度计算引入指数,从而得到更加精确的优先权;再次运用局部搜索方法,大大提高了搜索速度和准确性;最后将整幅图再进行拉普拉斯锐化。实验结果表明,修复后的图像效果良好,峰值信噪比大大提高,并且提升了算法效率。     

结构相似度索引耦合最优稀疏表示的大规模损坏图像动态修复

当前的图像修复算法在处理小面积损坏图像时,可取得较佳的视觉质量;但难以用于高对比度边缘和高频分量的大面积损坏图像的修复,存在明显的模糊效应与块效应,使得修复质量较差。对此,提出了结构相似度索引耦合优化稀疏表示的大规模损坏图像动态修复机制。基于数据度与置信度构造图像块先验模型,提取损坏图像的已知块;再引入K-SVD算法和拉格朗日乘数机制,构造最优字典矩阵,优化稀疏表示,以重构目标图像损坏区域;并设计结构相似度索引与动态更新机制,估算稀疏表示系数,并动态更新字典矩阵,输出修复图像。最后测试了其机制性能。结果表明:与当前图像修复算法相比,在大规模损坏图像与高对比度边缘图像修复中,具有更好的修复效果、更高的相似度,显著消除了模糊效应与块效应。     

基于纹理合成的图像修复优化方法

针对Criminisi算法存在高时间复杂度及修复中偏差延续两个问题,提出一种优化方法.首先,在进行SSD(sum of squared differences)准确匹配之前预先计算待修复图像已知区域中所有纹理块的平均灰度值,并在匹配过程中结合阈值比较已知区域中纹理块及当前待修块的平均灰度值,筛选淘汰灰度差异较大的一些纹理块,节省大量匹配时间,加快修复速度.其次,定义一种新的优先权计算公式,其中不仅考虑置信度项和数据项,还增加是否接近原始边界因素的影响,使优先权的计算更为合理,修复的结果更理想.实验表明,此方法简单易行,图像修复效率得到较大提高,修复结果看起来更自然,更符合人的视觉感知.     

基于结构因子和颜色聚类的墓葬图像修复算法

墓葬壁画图像颜色丰富,一旦破损会丢失大量结构信息。传统算法修复此类图像时,没有考虑图像强结构信息的优先精确修复,造成修复区域的过延伸和不连贯。针对上述问题,提出了一种基于结构因子和颜色聚类的墓葬图像修复算法。算法首先在待修复块优先级计算中加入结构因子项;其次,通过颜色FCM聚类算法划分区域进行相似块精确搜索;最后,根据均值像素差平方和(ASSD)与设定阈值的大小关系,自适应地对修复块尺寸进行调整以实现复杂结构区域的精确匹配。实验结果表明,所提方法对北齐墓葬壁画图像大面积缺损有很好的修复效果,与Criminisi算法比较,在结构相似度(SSIM)上至少提升5.68%。     

基于多模板方向的图像修复方法

在基于样本图像修复的基础上,针对采用单一方向模板的Criminisi算法,在查找最佳匹配块过程中产生的错误匹配甚至查找失败问题,提出了一种基于自适应模板方向的图像修复方法。该算法根据自然图像中存在大量对称或有规则物体的特点,在进行模板的搜索时,通过对待修复块或样本块进行不同角度的旋转和/或映射变换,增大样本空间,来提高最佳匹配块的搜索成功率,防止错误匹配的发生。仿真实验结果证明,该方法能有效地改善图像的修复效果。     

基于梯度调节规则的图像修复算法研究

当前较多图像修复算法采用单一大小样本块进行图像修复,不能适应图像不同差异的纹理丰富度变化,使得修复结果存在块效应以及模糊效应等不足。本文利用图像的梯度值,设计了基于梯度调节规则的图像修复算法。将图像的梯度信息引入优先权计算,联合数据项、置信度项目构造优先权计算函数,以计算优先修复块。利用图像的梯度变化率,建立梯度调节规则,用以调节样本块大小,适应不同的纹理丰富度。引入SSD(Sumofsquareddifferences)函数从源区域中寻找最优匹配块,实现图像修复。实验结果显示,所设计方法修复的图像具有良好的视觉效果。     

一种新的基于破损区域分块划分的图像修复算法

针对破损区域较大、结构信息复杂的图像修复难题,在分析手工修复方法的基础上,提出一种基于破损区域分块划分的图像修复算法。根据边界线破损而断裂的图像,先估算破损区域边缘各断裂边界线的走向;再将同一条边界线的各断裂边界线进行平滑连接,可将破损区域划分成不同的块;然后分别计算各块的优先等级;并利用BSCB算法,按优先级对各块进行修复;最后,将算法与BSCB算法及近年来提出的图像修复算法进行比较。结果表明,所采用的图像修复算法修复结果图像结构信息更清晰、图像边界过渡更自然、更符合视觉感知;并具有更高的峰值信噪比。     

基于改进优先权的Criminisi图像修复算法的研究

为了克服Criminisi算法中优先权计算不准确的弊端,以及样本块固化尺寸的问题,本文提出了基于改进优先权的Criminisi图像修复算法的研究。在优先级函数计算时,通过对数据项、置信度项和邻域相关性项的加权和进行计算,以实现对Criminisi算法优先权的优化,以有效提升计算函数的连续性,以此来保障所修复图像结构的连续性。采用样本块大小可变的方法,以此来增强局部协调性和边界的平滑性。以有效提升Criminisi图像修复算法对图像不同平滑度的适应性,以提高算法的修复性能。实验结果显示,所提算法修复的图像具有良好的视觉效果。     

基于纹理结构引导自适应的改进Criminisi算法

针对缺损图像修复时容易产生纹理紊乱、边界残缺等问题,基于Criminisi算法提出一种纹理结构引导的自适应图像修复算法。首先对决定合成顺序的优先级进行改进,在数据项中加入结构张量,使图像修复从结构区域向无结构区域填充;其次根据原图像区域纹理结构信息自适应地改变模板块的尺寸,这在一定程度上避免了纹理块过小或过大带来的弊端,从而使合成效果更为自然。实验结果表明,本文提出的改进算法不仅保证了修复图像结构信息的合理填充,还较好地保持了修复边界的完整性,图像修复后具有较佳视觉效果。     

一种新的基于邻近像素点的图像修复算法

图像修复的基本方法主要有两类:纹理合成的方法和基于偏微分方程的方法,但这些修复算法较难理解和实现。该文通过定义修复区域内像素点的优先度,提出了一种基于图像邻近像素的图像修复算法;该算法不需要大量的纹理匹配计算和复杂的偏微分方程求解,易于理解和实现。