基于区域分割和样本信息的图像修复算法

本文提出了一种通过区域分割和样本信息的图像修复算法,该修复算法是迭代的搜索原域和利用原域中最相似的修补块来填充目标域。首先采用区域分割的方法对图像中目标域进行区域划分,确定不同的目标域的修补区域,从而减少对整个原域的搜索;然后利用修补区域中的样本信息选择修补块大小;最后对图像进行修复。实验结果表明,该算法是有效的,从视觉修复效果较其他算法有了显著提高。     

改进的基于样例的图像修复方法

在Criminisi算法基础上,针对其填充次序不准确等缺点,提出了一种基于样例的图像修复方法。通过在优先权函数中引入相邻像素间颜色差值信息,图像结构部分优先传播。同时,置信度值更新考虑样本填充质量,目标块与相似块差异越小则该值相对较高。另外,块搜索过程中多个样本块有相同最小颜色距离时,选取梯度距离最小的样本块。实验结果表明,改进算法对各类图像取得了较高修复质量。     

改进的Criminisi图像修复算法

图像修复是一种去除图像中多余物体并采用合理的纹理去填充待修复区域的技术。针对Criminisi等人提出的基于样本的图像修复算法,根据目标块中的结构信息与中心点梯度值的相关性,提出了一种新的优先权函数设计方法,以保持待修复区域的强连续性。为加快匹配效率,在确保要获取的匹配块在搜索范围内的同时,采用局部搜索匹配块的方法,相比Criminisi原算法中通过全局搜索得到匹配块的方式,速率更快。实验结果表明,该算法能获得更佳的修复效果。     

一种改进的Criminisi图像修复算法

图像修复的目的是填补有信息缺损的图像,并使观察者无法察觉出图像的填补痕迹。在Criminisi提出的算法基础上进行改进,提出一种图像修复方法。引入曲率来决定目标块的填充次序和最佳匹配块的选择,并改进优先权为各项加权和,通过改变权值可以得到更好的修复效果,同时避免了由于置信度迅速衰减带来的错误填充次序。大量实验结果表明,提出的算法不仅增强了图像结构的连续性,并使得匹配更加准确,对于各种类型图像的修复都取得了令人满意的视觉效果。     

小波域图像块修复

描述了一种在小波域中分块图像修复的新算法.该算法将修复过程分为两个步骤;首先寻找小波细节系数,用小波系数的能量来确定每一个图像梯度向量的大小;然后使用图像梯度向量来决定修复区中的哪个块应该首先被填充,使用基于小波域的纹理合成方法来具体填充这个块.连续迭代执行这两个步骤,直到修复区完全被填满.实验结果表明该算法的有效性.     

一种基于颜色区域分割的图像修复算法

现有的基于样本块纹理合成的数字图像修复技术在全局式搜索样本匹配块时可能选择错误的匹配块,导致繁衍错误信息而使修复结果不理想。该文提出一种基于颜色区域分割的图像修复方法,其目标匹配块的搜索限定在源样本块所覆盖的颜色区域中。实验结果表明这是一种更健壮、视觉效果更理想的修复算法,可以有效修复各种破损情况,尤其是具有复杂背景的较大区域填充。     

方向性纹理图像的修复算法

自然图片和一些方向性纹理图像通常有污点或者希望去掉覆盖背景的一些目标,如果直接擦掉前景会留下一个“空洞”。针对这种强方向性纹理分布图像,提出一种修复算法去填充这些“空洞”。由于强方向性,算法通过在局部区域选择图像块以合成缺失的图像块。若缺失信息的图像块BT附近的为已知图像块BTN,沿着纹理/颜色分布的方向或者约束的方向搜索,可以找到与BTN最相似的块BSN,并用BSN附近的图像块BS去更新BT。在更新BT前,计算块与块之间边界的最小误差路径,以其为更新边界,以减小拼接的痕迹。最后文章给出了对不同的纹理图像修复的例子,以说明方法的有效性。     

块关联匹配与低秩矩阵超分辨融合的图像修复

针对块匹配图像修复算法容易出现结构不连贯与块效应问题,提出一种两阶段图像修复方法.该方法通过增加相邻修复块在重叠区域的关联性约束,利用图像块关联匹配修复算法实现对降采样受损图像的粗修复,以保证图像主体结构的完整性;依据不同分辨率图像中像素点与其8邻域的线性相关性,引入带噪低秩矩阵填充算法对图像细节进行超分辨率精修复,使修复后图像的纹理与色彩变化具有连续性.实验结果表明,文中方法对包含渐变特征的自然图像修复具有更好的视觉效果.     

基于非局部矩阵填充的文物修复技术研究

文物图像包含了丰富的内容,使用传统偏微分方法很难有效地恢复文物图像。为了有效恢复原图像,提出一种基于非局部矩阵填充的文物修复方法。该算法充分利用图像的冗余信息,在搜索窗口内,通过比较像素点周围一个矩形邻域内的多个像素点的相似性,找到一定数量的相似块转换为列向量,构成相似块组矩阵。由于相似块组矩阵为低秩或者近似低秩的,再通过矩阵填充的原理对损坏像素点进行填充修复。对于文物图像中出现的不同比例像素点丢失、有划痕、有文字破损的修复实验结果表明,该算法能够很好地保留结构细节信息,拥有较好的视觉特性,使目标轮廓边缘特征清晰,有效地恢复出文物图像的原貌,具有良好的修复能力。     

基于演化算法的纹理合成图像修复技术

针对Criminisi算法中计算待修复块优先级时存在的一些不足及搜索最佳匹配块效率低的问题,提出一种基于演化算法EA(Evolutionary Algorithm)的纹理合成图像修复技术。该算法首先从等照度线方向和梯度方向共同考虑待修复块的优先权,并根据梯度的变化来控制模板窗口的大小,然后提出用演化算法在待修复区域周围搜索最佳匹配块,最终达到快速准确修复图像的目的。仿真实验表明,提出的新算法与传统算法相比具有更快地收敛速度和更好地修复效果,其综合性能优于Criminisi算法。     

基于随机映射的快速图像修复算法

传统基于样本块的图像修复方法是在图像全局区域内循环搜索最优相似块,且结构传播过程易受置信因子影响,使得算法运算量大、时间长、效率低。针对以上问题,提出基于随机映射的修复算法。该算法采用随机映射的方法搜索与待修复区域在结构和纹理相似的样本区域,去除冗余的样本搜索空间;其次优化了基于置信因子和边缘信息的优先级计算方法,改进了最优相似块的计算方法,增强了图像结构传播的正确性。实验结果表明,该方法的修复速度比传统方法提高了5~10倍,且增强了图像修复效果。     

基于结构稀疏度和块差异度的目标移除图像修复

针对目标移除修复方法中存在的修复顺序不合理以及错误匹配问题,提出一种基于结构稀疏度和块差异度的图像修复方法。首先,在优先权中增加块的结构稀疏度计算,使优先权不仅依赖于目标块的几何特征,而且可以反映其邻域特征,提高了对目标块所处区域特征的辨识度,从而使修复顺序更加合理。其次,定义目标块与样本块之间的差异度,并在此基础上定义新的匹配规则,不仅对已存在像素之间的相似程度进行衡量,而且对已存在像素与填充像素之间的差异程度进行衡量,从而有效防止错误匹配以及错误累积。实验结果表明,该方法可以有效提高图像的修复效果,使修复图像更加符合视觉一致性要求。     

基于双鉴别网络的生成对抗网络图像修复方法

针对现有神经网络图像修复方法的修复结果在视觉连通性上存在结构扭曲、训练过程中易陷入过度学习等问题,提出了一种基于双鉴别网络的生成对抗网络（GAN）图像修复方法。该方法的修复模型使用了修复网络、全局鉴别网络和局部鉴别网络。修复网络将待修复图像破损区域用相似信息填充后作为输入,极大地提高了生成图像的速度与质量;全局鉴别网络综合采用图像全局的边缘结构信息和特征信息以保证修复网络输出的修复图像结果符合视觉连通性;而局部鉴别网络在鉴别输出图像的同时,利用在多个图像中寻找到的辅助特征块来提高鉴别的泛化能力,很好地抑制了修复网络在特征过于集中或单一时容易过度学习的问题。实验结果表明,所提修复方法在人脸类图像上具有较好的修复效果,且在不同种类图像上有非常好的适用性,其峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）指标比当前基于深度学习且修复效果较好的几种方法更优。     

不规则块的图像补全算法

目的 目前在图像补全领域研究的重点和难点是补全具有复杂结构信息和丰富纹理信息的大破损区域的图像。传统的基于样本块的图像补全算法主要采用规则的模板块和匹配块来进行补全,补全过程中不能充分利用图像的结构或纹理的不规则信息,从而影响算法修复的精度和效率。针对这一问题,本研究提出一种基于不规则块的图像补全算法。方法 在该算法中,首先利用结构稀疏度来区分图像的结构信息和纹理信息并基于结构稀疏度和置信度计算破损区域边界点的优先级,然后选择优先级最高的点构造规则模板块。对处于复杂结构区域的模板块,如果其邻域含有已知的结构信息,则膨胀该规则模板并利用其周围的结构信息来辅助构造不规则模板块。接下来,在图像完好区域内搜索与该模板块对应的匹配块,如果该匹配块的邻域包含有效的结构信息,则膨胀该匹配块并补充其周围的结构信息来完善该不规则匹配块。最后,利用该不规则匹配块补全破损区域。对于补全过程中块间接缝造成的视觉不连通问题,本研究利用图像的纹理信息来进行修饰。结果 将本文算法与4种修复效果较好的算法（3种基于规则块的算法和1种基于局部敏感哈希的修复算法）进行对比,通过8组经典图像进行实例验证,采用客观评价指标峰值信噪比PSNR和主观视觉连通性进行评价,结果表明本文提出的算法峰值信噪比相较4种对比算法均有04 dB的提高,且在补全的精细度和视觉连通性方面有更佳的效果。结论 本文算法在补全含有较复杂结构和丰富纹理的破损自然图像、壁画图像和目标物体移除上有较好的修复效果,普适性较强。     

局部特征信息约束的改进Criminisi算法

针对Criminisi算法计算目标块填充优先权等级时存在缺陷的问题,提出了一种改进的修复算法,方法在确立新的优先等级函数时,充分考虑图像的局部特征信息--曲率和梯度,将曲率及梯度信息作为优先权值的数据项,从而获得更加可靠的填充修复顺序。实验结果表明,和Criminisi算法相比,该方法克服了修复过程中高纹理区域向低纹理区域过度扩散的问题,并取得了更加理想的视觉修复效果。     

Image structure rebuilding technique using fractal dimension on the best match patch searching

Since most images were built with regular textures and structures, the exemplar-based inpainting technique has become a brand-new solution for renovating degraded images by searching a match patch. This characteristic has also been named as the local self-similarity. Nevertheless, traditional exemplar-based methods try to find the best match patch in the whole image with only one direction; thus, often leading to a non-ideal repairing result. In this article, we propose a novel patch matching technique to rebuild the structure and texture of image, in which the surrounding information of the patch is fully concerned. Aside from determining a more precise filling priority by the sparsity of the image structure, we have applied the difference of fractal dimension to enhance the similarity between the source patch and the target patch. Experimental results have demonstrated the superiority of the proposed technique over related works in the renovating accuracy.     

基于求解泊松方程和梯度的图像修复的研究

提出了一种基于梯度的新的图像修复算法从图片或照片上面去除有影响的物体.文中的方法是分两个阶段来重建移除的区域:移除区域的梯度通过填充算法来填充;通过解泊松方程在梯度映射下来重构图像.在填充梯度的方法中提出了一个新的补丁匹配标准.在这个标准中,同时用到梯度和颜色信息,所以,有一个好的图像修复结果.文中用一些修复例子和结果进行比较,来演示本方法的优越性.     

基于形态学串行运算的CMUT水下扇形扫描探测

针对水下扇形扫描范围广、图像数据量有限引起的重建图像远场末端"裂缝"问题,本文在双立方漏点像素插值处理的基础上,提出了一种线性元素开运算和椭圆体元素闭运算的形态学串行算法,用于对重建图像的填充滤波.为了验证优化方法的性能,制定了CMUT阵列水下扫描探测方案,并搭建了相应探测系统,实验验证了该形态学串行运算算法实现了重建图像的填充,提高了信噪比和连续性,为水下探测目标识别提供有力依据.     

一种快速图像块填充算法及其在遥感影像处理中的应用

针对Drori的图像块填充算法计算复杂度高，计算量大的缺点，提出了一个快速的改进算法。并结合光学遥感影像的特点，将其应用到遥感影像中的厚云及阴影去除上。实验结果表明，在能够取得近似相同结果的情况下，本文算法与Drori算法相比，能够较好地缩短计算时间。