基于样本块结构特征的全局优化图像修复算法研究

发布时间：2023-04-16 21:18

　　在数字图像处理领域中,图像修复技术是进入新世纪以来新兴的一项重要研究课题。经过近二十年的发展,已经成为当前计算机图形学和计算机视觉中的研究热点,渗透到现代人们日常生活的各个方面。基于样本块的图像修复算法在修复较大破损区域有着良好的效果,其根据修复方式的不同划分为基于匹配的方法和基于全局优化的方法。其中,基于全局优化的方法把图像修复问题看作优化问题,通过优化能量函数同时填充所有缺失像素,以将最佳候选样本分配给每个缺失像素点,很好地考虑了图像的全局特征,有效地解决了基于匹配的方法由于贪婪匹配策略所易造成的误差累计问题。本文从图像的结构特征入手,探巧如何更好地提取和度量样本块的结构特征信息,将其作为先验信息来指导图像修复过程,由此提出了两种改进算法。从全局能量方程的构造和候选标签的选择这两个关键点着手,针对现有算法构造能量方程中图像结构信息度量不准确和提取不充分这一问题,同时更好地发挥全局能量方程中数据项和平滑项的作用,设计了一种联合结构特征与块信息熵的全局图像修复算法。该方法首先在数据项中引入结构张量来表征图像的局部特征,从而衡量样本块间结构特征的各向异性;然后在颜色信息基础上引入度量像素...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景以及研究意义
    1.2 图像修复技术的研究现状
        1.2.1 基于扩散的方法
        1.2.2 基于样本块的方法
        1.2.3 基于学习的方法
    1.3 图像修复结果的评价标准
    1.4 论文主要工作与结构安排
第2章 基于样本块的图像修复算法分析
    2.1 基于匹配的修复算法
        2.1.1 Criminisi算法及其改进方法
        2.1.2 实验分析
    2.2 基于全局优化的修复算法
        2.2.1 Shift-Map修复算法
        2.2.2 引入方向距离度量的修复算法
        2.2.3 标签规律性统计修复算法
        2.2.4 实验分析
    2.3 本章小结
第3章 联合结构特征与信息熵的全局图像修复算法
    3.1 算法概述
    3.2 全局优化修复模型
        3.2.1 全局能量方程的构造
        3.2.2 模型求解
    3.3 修复算法性能分析
        3.3.1 多分辨层方法对修复性能的影响
        3.3.2 样本块尺寸对修复性能的影响
        3.3.3 平滑项系数对修复性能的影响
    3.4 实验结果及其分析
        3.4.1 与基于匹配的方法对比
        3.4.2 与基于全局优化的方法对比
    3.5 本章小结
第4章 基于HSI梯度统计特性的图像修复算法
    4.1 算法概述
    4.2 基于梯度统计特性的修复算法
        4.2.1 HSI图像梯度特征提取
        4.2.2 全局能量方程的建立
        4.2.3 样本块梯度特性统计
    4.3 算法参数分析
        4.3.1 权重系数测试
        4.3.2 平滑项系数测试
    4.4 实验分析
        4.4.1 小区域破损图像修复结果分析
        4.4.2 大区域破损图像修复结果分析
    4.5 本章小结
第5章 图像修复演示系统
    5.1 引言
    5.2 图像修复演示系统介绍
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目



本文编号：3791895