專利名稱：自適應(yīng)圖像修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像修復(fù)方法，具體涉及自適應(yīng)圖像修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
在圖像處理中，圖像修復(fù)是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性研究課題。數(shù)字圖像修復(fù)(Digital Image Inpainting)是根據(jù)圖像中殘留的信息，自動地恢復(fù)圖像中遺失或損壞的信息，使修復(fù)后的圖像接近或達(dá)到原始圖像的視覺效果。目前進(jìn)行圖像修復(fù)一般采用全變分(Total Variation，TV)圖像修復(fù)模型 (RUDIN L, OSHER S. FATEMI Ε. Nonlinear total variation based noise removal algorithms [J], Physica D, 1992, 60 (廣4) :259_268.)和曲率驅(qū)動擴(kuò)散(Curvature Driven Diffusion, CDD)圖像修復(fù)模型(CHAN Τ, SHEN J. Non-texture inpainting by curvature driven diffusions (CDD)[J]· Journal of Visual Communication and Image Representation, 2001, 12(4) : 436-496.)，其中，TV圖像修復(fù)模型采用TV圖像修復(fù)模型雖然修復(fù)時(shí)間較少，但TV模型的最大缺陷就是不滿足人類視覺中的“連接性”原則，因?yàn)門V 模型的本質(zhì)就是將斷裂的等照度線連接起來，這是一種直線連接，而求極值后，又要求連接的直線要最短，所以當(dāng)在修復(fù)圖像破損的寬度大于圖像本身的寬度時(shí)，TV模型不能正確修補(bǔ)圖像；⑶D圖像修復(fù)模型在TV模型的基礎(chǔ)上引入了擴(kuò)散引子曲率k，⑶D模型在TV模型的基礎(chǔ)上從以前的二階偏微分上升成三階偏微分，雖然能修補(bǔ)破損較大的圖像，但由于一次修復(fù)迭代運(yùn)算都要對每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行三階偏微分的計(jì)算，所以修復(fù)時(shí)間很長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種圖像修復(fù)的自適應(yīng)方法。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，一種自適應(yīng)圖像修復(fù)方法，其特征在于包括如下步驟
A.讀入破損圖像，并根據(jù)破損圖像進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；
Al.根據(jù)破損區(qū)域圖像斷裂面積的大小設(shè)置曲率自適應(yīng)系數(shù)的閾值 a ；其中，1 < α < 2 ；
Α2.根據(jù)破損區(qū)域圖像中所包含的邊緣或細(xì)節(jié)設(shè)置梯度自適應(yīng)系數(shù)P ；其中，
1 < ρ < 2 .
A3.根據(jù)對破損圖像所需要保護(hù)的梯度范圍，設(shè)置常數(shù)JT ；常數(shù)J用于控制所需要保護(hù)的梯度的范圍，J越大，梯度函數(shù)衰減越慢，圖像修復(fù)的擴(kuò)散性度就會減緩，這樣可達(dá)到保護(hù)特定梯度的目的；
Α4.設(shè)定迭代次數(shù)和迭代步長Δ ；
B.對破損圖像制作掩膜圖像，即將圖像的破損區(qū)域與非破損區(qū)域分開來，以便于破損區(qū)域修復(fù)；
C.根據(jù)掩膜圖像確定破損區(qū)域的位置；D.逐一計(jì)算破損區(qū)域各個(gè)點(diǎn)的半點(diǎn)梯度VJ和半點(diǎn)梯度模值丨《"丨；
E.逐一計(jì)算破損區(qū)域各個(gè)點(diǎn)的半點(diǎn)曲率i;
F.計(jì)算曲率自適應(yīng)系數(shù)其中9=，將曲率自適應(yīng)系數(shù)與在Al步驟中
權(quán)利要求
1. 一種自適應(yīng)圖像修復(fù)方法，其特征在于包括如下步驟A.讀入破損圖像，并根據(jù)破損圖像進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；Al.根據(jù)破損區(qū)域圖像斷裂面積的大小設(shè)置曲率自適應(yīng)系數(shù)的閾值 a ；其中，1 < a <2 ；A2.根據(jù)破損區(qū)域圖像中所包含的邊緣或細(xì)節(jié)設(shè)置梯度自適應(yīng)系數(shù)P ；其中， I < ρ < 2 ；A3.根據(jù)對破損圖像所需要保護(hù)的梯度范圍，設(shè)置常數(shù)JT ； A4.設(shè)定迭代次數(shù)和迭代步長Δ ；B.對破損圖像制作掩膜圖像，即將圖像的破損區(qū)域與非破損區(qū)域分開來；C.根據(jù)掩膜圖像確定破損區(qū)域的位置；D.逐一計(jì)算破損區(qū)域各個(gè)點(diǎn)的半點(diǎn)梯度胃和半點(diǎn)梯度模值I胃丨； Ε.逐一計(jì)算破損區(qū)域各個(gè)點(diǎn)的半點(diǎn)曲率fc ;F.計(jì)算曲率自適應(yīng)系數(shù)ff，其中1 =并將曲率自適應(yīng)系數(shù)f與在Al步驟中設(shè)定的閩值《進(jìn)行比較，得到最終的曲率自適應(yīng)系數(shù)^的值，所述最終的曲本自適應(yīng)系數(shù)與閾值的關(guān)系為力=Uq ~a ； q αι2- > ag.計(jì)算矢量j J=m二+、(謝-；其中 d ν/ D ,{Jl JT Ξ O / D , 是用于平衡去噪和平滑的參數(shù)， 表示Lagrange乘 O1XE DλΒ1子，η/Β表示圖像破損區(qū)域，D表示非破損區(qū)域；/y分別表示現(xiàn)有破損圖像和原始圖像，*表示半點(diǎn)曲率，f(lkl)表示曲率傳導(dǎo)系 Hf(Ikl)是以*為自變量的增函數(shù)，β是數(shù)學(xué)常量,V/表示半點(diǎn)梯度，丨VJ丨表示半點(diǎn)梯度模值，^q Wp=I^l, ^wfj代表梯度傳導(dǎo)系數(shù)，_ Wp是以為半點(diǎn)梯度的增函數(shù)，是常數(shù) 是曲率自適應(yīng)系數(shù)，ρ是梯度自適應(yīng)系數(shù)；H.計(jì)算修復(fù)增量V-/I.得到第n+1次迭代后的修復(fù)結(jié)果 /("+1) = /(B) +Ai-V- /")其中，J_表示第n+l次的修復(fù)結(jié)果，Jw表示第η次的修復(fù)結(jié)果，M表示迭代步長， V- Jm表示第η次的修復(fù)增量；J.判斷第η次的修復(fù)增量V是否小于或等于設(shè)定值，當(dāng)?shù)讦谴蔚男迯?fù)增量V -嚴(yán)大于設(shè)定值，進(jìn)入步驟K，當(dāng)?shù)讦谴蔚男迯?fù)增量V - itB)小于或等于設(shè)定值，修復(fù)完成；K.判斷迭代次數(shù)是否等于設(shè)定的次數(shù)，當(dāng)?shù)螖?shù)不等于設(shè)定的次數(shù)，進(jìn)入步驟C， 當(dāng)?shù)螖?shù)等于設(shè)定的次數(shù)，修復(fù)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)圖像修復(fù)方法，其特征在于曲率傳導(dǎo)系數(shù)β是數(shù)學(xué)常量，fc表示半點(diǎn)曲率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)圖像修復(fù)方法，其特征在于梯度自適應(yīng)系數(shù)^采用與破損區(qū)域中包含的邊緣或細(xì)節(jié)成反比的原則進(jìn)行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的自適應(yīng)圖像修復(fù)方法，其特征在于閾值a采用與破損區(qū)域中包含的斷裂面積成正比的原則進(jìn)行設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自適應(yīng)圖像修復(fù)方法，其特征在于包括如下步驟A.讀入破損圖像，并根據(jù)破損圖像進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；A1.根據(jù)破損區(qū)域圖像斷裂面積的大小設(shè)置曲率自適應(yīng)系數(shù)的閾值；其中，；A2.根據(jù)破損區(qū)域圖像中所包含的邊緣或細(xì)節(jié)設(shè)置梯度自適應(yīng)系數(shù)；其中，；A3.根據(jù)對破損圖像所需要保護(hù)的梯度范圍，設(shè)置常數(shù)；A4.設(shè)定迭代次數(shù)和迭代步長；B.對破損圖像制作掩膜圖像，即將圖像的破損區(qū)域與非破損區(qū)域分開來；C.根據(jù)掩膜圖像確定破損區(qū)域的位置；D.逐一計(jì)算破損區(qū)域各個(gè)點(diǎn)的半點(diǎn)梯度和半點(diǎn)梯度模值；E.逐一計(jì)算破損區(qū)域各個(gè)點(diǎn)的半點(diǎn)曲率；本發(fā)明不僅圖像修復(fù)效果好，而且修復(fù)時(shí)間短，適用于對所有破損圖像進(jìn)行自動修復(fù)。
文檔編號G06T5/00GK102201111SQ20111013770
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者印勇, 李丁, 殷強(qiáng), 胡琳昀 申請人:重慶大學(xué)