基于蝙蝠算法的Criminisi圖像修復(fù)方法
【專利摘要】一種基于蝙蝠算法的Criminisi圖像修復(fù)方法,包括計算待修復(fù)圖像的待修復(fù)區(qū)域邊緣各像素點的優(yōu)先權(quán),選取優(yōu)先權(quán)最大的像素點為優(yōu)先修復(fù)的像素點,在待修復(fù)圖像的完好區(qū)域進行最佳匹配塊的搜索與填充,搜索根據(jù)匹配原則采用蝙蝠算法進行;更新待修復(fù)區(qū)域邊緣,返回進行重復(fù)循環(huán)操作,直至待修復(fù)區(qū)域修復(fù)完成,得到圖像修復(fù)結(jié)果。本發(fā)明適用圖像修復(fù)的范圍很廣,對于不同側(cè)重點的待修復(fù)圖像在保證修復(fù)質(zhì)量的前提下,提高修復(fù)速度,降低時耗,滿足人的視覺需求。因此,本發(fā)明對Criminisi圖像修復(fù)算法具有重要的實際意義。
【專利說明】基于蝙蝠算法的Criminisi圖像修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像復(fù)原領(lǐng)域,特別是涉及到Criminisi圖像修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,圖像修復(fù)是計算機視覺的一個研究熱點,廣泛應(yīng)用于圖像和視頻的修復(fù)、冗余目標(biāo)的移除、圖像壓縮、影視特技制作等眾多領(lǐng)域。其本質(zhì)就是用待修復(fù)圖像中存在的信息來恢復(fù)缺失的信息,使圖像修復(fù)整體效果滿足人的視覺需求。
[0003]針對圖像修復(fù)目前有兩大技術(shù):基于偏微分方程的圖像修復(fù)技術(shù)和基于紋理合成的圖像修復(fù)技術(shù)。兩種修復(fù)方法的選擇根據(jù)修復(fù)區(qū)域的大小來確定,前者核心思想是基于物理學(xué)中的熱流偏微分方程,從而使圖像中破損區(qū)域的周邊信息擴散到破損區(qū)域的內(nèi)部,達到圖像修復(fù)的目的,代表的方法有BSCB模型算法和TV模型算法等,適用于小面積圖像修復(fù);后者核心思想是基于紋理的小樣本,其以受損邊緣上的一個像素點為中心,用圖像中現(xiàn)存的像素塊進行匹配,來填充信息受損的區(qū)域,達到圖像修復(fù)的目的,適用大面積圖像修復(fù)。
[0004]Criminisi圖像修復(fù)算法是基于紋理的圖像修復(fù)法的代表,由Criminisi等人于2004年提出的,其修復(fù)過程為:優(yōu)先權(quán)計算、最佳匹配塊搜索與填充、更新置信度。但是Criminisi圖像修復(fù)算法中的優(yōu)先權(quán)priority (p)計算和最佳匹配塊的搜索與填充存在自身缺陷,即:置信度會隨著修補次數(shù)的增加使得其中原圖的信息減少,會有數(shù)量級的差別的出現(xiàn)影響優(yōu)先權(quán),數(shù)據(jù)項中會出現(xiàn)垂直的現(xiàn)象,造成優(yōu)先級為零,置信度的大小對優(yōu)先權(quán)就會沒有意義和最佳匹配模塊不止一個,系統(tǒng)會隨機的選取等。因此近十年來,有了許多的不同側(cè)重點的優(yōu)先權(quán)和最佳匹配塊的搜索與填充的改進:在2012年傳感技術(shù)學(xué)報第25卷第3期中的《基于可變大小模板的改進圖像修復(fù)算法》一文中,在保持Criminisi基本算法框架不變的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于可變大小模板的塊匹配程序以使模板搜索更準(zhǔn)確靈活且對信度更新方式進行了修正,并結(jié)合局部搜索以提高算法的綜合性能;在2011年數(shù)據(jù)采集與處理第26卷第6期中的《一種基于樣本塊的快速圖像修復(fù)算法》一文中,引入新的度量函數(shù)更新置信度,使優(yōu)先級的計算更加準(zhǔn)確、待匹配塊的再篩選策略降低了選擇最佳匹配塊的隨機性、已修復(fù)樣本塊鄰域檢測避免了全局范圍內(nèi)尋找破損邊緣。該方法取得了較好的修復(fù)效果,同時提高了算法的效率;在2012年計算機應(yīng)用與軟件第29卷第9期中的《一種改進的Criminisi圖像修復(fù)算法》一文中,引入曲率來決定目標(biāo)塊的填充次序和最佳匹配塊的選擇,并改進優(yōu)先權(quán)為各項加權(quán)和,通過改變權(quán)值可以得到更好的修復(fù)效果,同時避免了由于置信度迅速衰減帶來的錯誤填充次序,取得了令人滿意的修復(fù)效果。綜上,改進算法的側(cè)重點是優(yōu)先權(quán)計算的可靠性以及最佳匹配模板的搜索方法,以修復(fù)質(zhì)量為重心。本文在保證優(yōu)先權(quán)決定項不變的前提下改進其計算公式,提升其可信度;蝙蝠算法能很好地將全局搜索和局部搜索高效的融合,其搜索速度快,精度高,引入到Criminisi算法中的最佳匹配塊搜索與填充。本專利算法保證修復(fù)質(zhì)量前提下提高修復(fù)效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于,保證修復(fù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,提高修復(fù)的速度。
[0006]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種基于蝙蝠算法的Criminisi圖像修復(fù)方法,包括以下步驟,步驟1,計算待修復(fù)圖像的待修復(fù)區(qū)域邊緣各像素點的優(yōu)先權(quán)如下,選取優(yōu)先權(quán)最大的像素點為優(yōu)先修復(fù)的像素點,
[0007]priority (P) = C(p) XD(p)
[0008]其中,priority (p)為邊緣像素點P的優(yōu)先權(quán),C(p)為置信度,D(p)為數(shù)據(jù)項;
[0009]步驟2,針對步驟I所得優(yōu)先修復(fù)的像素點,在待修復(fù)圖像的完好區(qū)域進行最佳匹配塊的搜索與填充,搜索根據(jù)SSD匹配原則采用蝙蝠算法進行,所述SSD匹配原則如下,
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種基于蝙蝠算法的Criminisi圖像修復(fù)方法,其特征在于,包括以下步驟, 步驟1,計算待修復(fù)圖像的待修復(fù)區(qū)域邊緣各像素點的優(yōu)先權(quán)如下,選取優(yōu)先權(quán)最大的像素點為優(yōu)先修復(fù)的像素點,priority (P) = C(p) XD(p) 其中,priority (p)為邊緣像素點P的優(yōu)先權(quán),C(p)為置信度,D(p)為數(shù)據(jù)項; 步驟2,針對步驟I所得優(yōu)先修復(fù)的像素點,在待修復(fù)圖像的完好區(qū)域進行最佳匹配塊的搜索與填充,搜索根據(jù)SSD匹配原則采用蝙蝠算法進行,所述SSD匹配原則如下,
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于蝙蝠算法的Criminisi圖像修復(fù)方法,其特征在于:步驟I中,
【文檔編號】G06T5/00GK103955906SQ201410215761
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】吳謹(jǐn), 李尊, 袁金樓, 吳秋紅, 劉俊君 申請人:武漢科技大學(xué)