基于参考纹理与自身色彩的图像修复

传统的图像修复工作仅仅利用破损图像本身的信息完成,破损面积较大并且结构比较复杂时,破损图像不能提供足够的信息导致修复效果不理想。针对这个问题提出了基于参考图像纹理与破损图像自身颜色的修复算法。该算法在图像库中通过图像检索智能筛选相似参考图像,并选择最优区域填充破损图像区域,利用参考图像样块与自身未破损区域的纹理信息保证修复边界的平滑性,再结合颜色迁移与扩展算法使破损图像修复区域与完好区域的色彩协调一致。实验结果表明新提出的修复算法使得图像修复区域过渡更加自然,能在视觉上有较好的效果。     

曲线拟合的模糊医学图像分割算法

针对由于机体组织间的连续造成医学图像区域边界的模糊性,导致完全自动的医学图像分割算法往往不能取得满意分割效果的问题,提出了一种基于径向基函数曲线拟合的交互式模糊医学图像分割算法。首先由用户在感兴趣的区域交互地选取一些特征点,然后利用径向基函数构造一个三维空间的隐式曲面,使该曲面上的某一等值线即为分割出的区域,文中还提出了两种不同的加速算法。大量实验表明,该算法能有效处理非常模糊的医学图像。     

基于克里金插值法的图像修复

为了提高油画图像修复的效果,将克里金插值法应用于数字彩色油画图像修复中,把图像的颜色值看作规则采样点上的高度场,将二维图像修复问题转化为空间位置点的插值重建问题.实验结果表明,采用文中方法进行油画图像修复优于已有方法,能正确、稳定地处理各种破损区域,并获得良好的修复效果.     

基于非降采样轮廓波变换的图像修复算法

多尺度分析技术已经广泛应用于数字图像处理领域,较大破损区域的图像修复成为图像修复的一个热点和难点。针对该问题,结合多分辨率分析原理与传统的样本块图像修复技术,提出了一种基于非降采样轮廓波变换的图像修复算法。该算法利用非降采样轮廓波变换把图像分解成低频部分和高频部分,并对图像分解后不同频率的部分分别予以修复。其中,图像的低频成分采用改进的纹理合成的方法进行修复。因为图像经过非降采样轮廓波变换后,低频分量与高频分量之间对应位置的信息之间具有一致性的特点,所以在修复低频成分的同时实现其他高频分量对应位置信息的修复。最后通过非降采样轮廓波重构过程完成纹理图像的修复。一般图像修复方法的参数选取以图像的修复效果最佳为宜,给出一个反例进行分析论证。实验发现,所提算法所修复图像的结构相似性测度与经典Criminisi算法和小波修复算法相差不大,但是峰值信噪比（PSNR）测度依据不同图像的纹理结构的特点与破损区域的不同位置特点而不同。仿真实验表明,所提方法很好地推广了非降采样轮廓波变换在图像修复中的应用,并且在修复大区域破损图像时能够获得较好的修复效果。     

全局正定径向基函数在图像分割中的应用

将全局正定径向基函数和图像分割中基于偏微分方程水平集方法的发展方程相结合,提出了一种基于全局正定径向基函数的图像分割算法。用全局正定径向基函数插值发展方程中的水平集函数,得到的插值函数具有较高的精度和光滑性,克服了传统水平集方法中复杂费时的重新初始化过程和水平集对初始轮廓位置敏感等缺点,非线性发展方程最终被转化成常微分方程组并用Euler法求解。实验结果表明该算法不需要重新初始化过程,并且在没有初始轮廓时也能够快速正确地分割图像。     

基于SFM算法的三维人脸模型重建

提出了一种根据两幅正面人脸图像和一幅侧面图像重建人脸三维模型的算法，该算法主要包括4个步骤：寻找匹配点；采用SFM算法计算出特征点的三维坐标，并组成稀疏的三维网格结构；采用分步紧支撑径向基函数进行三维插值，得到三维模型；最后根据多分辨图像拼接算法生成纹理图像并将其映射到三维模型上，从而增强真实感，与其它算法相比，该算法最大的不同之处在于匹配点的寻找，匹配点的准确与否直接影响SFM算法结果的正确性，许多寻找匹配点的算法如角点匹配算法，在处理人脸图像时得到的结果并不稳定，这是因为人脸图像上包含了许多低纹理和重复纹理区域，大多数算法将代表人脸结构基本特征的基准模型运用在重建过程的最后一步，通过三维逼近运算，得到最终的重建模型，而该算法将反映人脸共性特征的几何对称性和规律性运用到匹配点的寻找中，能够快速准确地找出SFM算法需要的匹配点，用户使用普通照相机拍摄到的图像经本算法的处理后就可以得到相应的三维人脸结构。     

非对称径向基函数与稳定边界图像变形算法

提出了一种基于非对称径向基函数的图像变形算法，该算法克服了基于对称径向基函数算法中由于对称径向基函数的全局性导致的图像边界变形过大的不合理变形现象．实验结果表明，文中算法简单、有效，得到的变形图像既具有基于对称径向基函数算法所得的变形图像的光滑性，又具有良好的局部变形效果，更为重要的是稳定了变形图像的边界．     

基于最大熵和局部优先度的裂痕唐卡分割

为数字化修复唐卡文物,需先解决破损区域分割问题。针对裂痕型唐卡破损区域破损程度不等,与邻近区域颜色有反差的特点,提出基于最大熵和局部优先度的算法。首先采用最大熵阈值法分割破损唐卡灰度图像,去除伪破损区域,得到破损程度较深区域;然后采用本文提出的新算法—基于局部优先度的过渡区算法分割唐卡灰度图像,去除伪破损区域,得到破损区域的过渡区区域;合并这两类区域得到最终的分割结果。实验结果表明本文算法不仅能对破损唐卡实现有效分割,对壁画等其他破损图像也能很好分割。该算法具有一定的有效性和鲁棒性。     

基于统计及结构稀疏特性的图像修复算法

目前普遍使用的基于等照度线的优先权图像修复算法,不能快速准确地确定待修复图像的结构位置。提出利用破损区域边缘图像块的灰度均值直方图,快速准确定位结构点的位置,优先修复结构区域后,实现纹理区域修复,获得很好的修复结果。该算法与传统算法相比,不必计算每个边缘图像块的优先级,直接利用统计信息获得结构点的位置,比传统算法更准确获取结构点位置。算法的计算效率和修复效果都有了很大提升。     

基于样本块的唐卡图像修复技术研究

图像的修复技术已成为图像工程领域的一个新的活跃研究方向,本文主要目的就是研究如何更好地实现图像损伤区域的修复,并根据受损图像周围的有效信息用图像修复算法自动进行修复。本文在基于样本块修复算法的基础上,对算法所具有的不足之处,建立了唐卡图像库,采用基于图像颜色特征检索唐卡图像,用检索到最相似图像区域来修复图像破损区域,使唐卡图像的修复更加完美。     

变分模型在矢量图像修复中的应用

图像修复是指恢复图像中破损区域的颜色信息或者去除图像中的多余物体。分析了基于整体变分法TV模型以及矢量图像耦合技术的原理,根据矢量图像耦合思想将整体变分法运用到矢量图像中并对矢量图像进行试验。实验结果表明：改进的矢量图像耦合修复模型能较好地修复大块彩色图像的缺失信息和移除多余物体,能保持彩色图像的边缘,且有较好的去噪功能。     

引入蛇模型的曲率驱动扩散图像修复方法

数字图像修复方法可以自动地修复数字图像中用户定义的污损区域。T.F.Chan等人提出的非纹理的曲率驱动扩散算法是基于偏微分方程的图像修复的代表算法之一。通过在该算法中应用蛇模型的图像增强项,提出了引入蛇模型的曲率驱动扩散图像修复方法,在热扩散过程中,拉动曲线向目标边界演化,达到修复污损图像中的断裂边缘的目的,从而较好保持图像的视觉连通性。实验结果表明,在迭代次数相同的条件下,可以比原始的曲率驱动扩散图像修复算法获得更好的修复效果。     

改进的LB图像修复模型及其算法

针对格子波尔兹曼(LB)模型模拟图像修复过程, 提出了一种基于P-Laplace算子的改进LB图像修复算法。该方法利用P-Laplace算子的非线性各向异性扩散性来填补受损区域, 并且忽略了梯度对修复过程的影响。实验结果表明, 改进后的LB修复模型, 其修复效果比TV和CDD模型好; 与LB模型具有相似的修复效果, 却比它具有更快的修复速率, 适用于苹果采摘机器人视觉系统中对树枝遮挡部分的修复、老照片修复, 以及文字移除等领域。     

一种改进的快速步进图像修复算法

图像修复是数字图像处理的重要内容,可用于恢复图像中小的破损区域、文字去除以及目标物体隐藏。基于水平集应用的快进修复算法可以简单快速且有效地修复数字图像中的破损区域,但对边缘的保持能力不够。针对这一问题提出了改进方案。利用梯度排序来保持图像内部的边缘,实验结果也表明改进后的修复结果要优于原算法。     

小波域的快速自适应图像修复算法

传统的基于偏微分方程的图像修复算法需要大量迭代,修复所耗时间较长,复杂度高。针对这一问题,提出了一种小波域的非迭代自适应图像修复算法。该算法对破损图像进行小波分解,找到待修复区域,根据待修复区域及其邻域像素值自适应选择修复模板大小,对修复模板内的像素值进行方向筛选,使修复过程严格按照等照度线方向行进,对修复后的图像进行小波重构。实验结果表明,该方法显著地缩短了修复时间,且对于图像的纹理细节、结构信息都达到了更好的修复效果。     

破损区域分块划分的图像修复

目的： 提出一个算法,使计算机能够自动修复破损区域较大且结构信息较复杂的图像。 方法： 本研究通过模仿手工修复破损区域较大且结构信息较复杂的图像的方法,按如下2个步骤来修复图像：1) 破损区域的划分,首先,对各断裂边界线进行匹配配对。然后,将已配对的各断裂边界线进行直接连接,从而在破损区域内形成各个待修复块。2) 各块的修复,首先,采用BSCB算法中的传输方程和扩散方程将已选邻域信息迭代传输和扩散到各块破损区域,以修复完优先级最大的各个块。然后,判断是否有次优先级的待修复块,若有,则采用边界线删除算法删除部分冗余边界线,接着按相同方法修复次优先级的待修复块;若无,则修复完成。 结果： 基于以上图像修复步骤,提出了破损区域分块划分的图像修复算法。将提出的该算法和其它3个算法用于修复破损区域较大且结构信息较复杂的图像,其结果显示,该算法所修复图像的PSNR值平均提高1.49db,同时,所修复图像具有较好的视觉效果。 结论： 和其它3个算法相比,提出的破损区域分块划分的图像修复算法更适合于修复破损区域较大且结构信息较复杂的图像。     

基于双分支网络的图像修复取证方法

图像修复是一项利用图像已知区域的信息来修复图像中缺失或损坏区域的技术。人们借助以此为基础的图像编辑软件无须任何专业基础就可以轻松地编辑和修改数字图像内容,一旦图像修复技术被用于恶意移除图像的内容,会给真实的图像带来信任危机。目前图像修复取证的研究只能有效地检测某一种类型的图像修复。针对这一问题,提出了一种基于双分支网络的图像修复被动取证方法。双分支中的高通滤波卷积网络先使用一组高通滤波器来削弱图像中的低频分量,然后使用4个残差块提取特征,再进行两次4倍上采样的转置卷积对特征图进行放大,此后使用一个 5×5 的卷积来减弱转置卷积带来的棋盘伪影,生成图像高频分量上的鉴别特征图。双分支中的双注意力特征融合分支先使用预处理模块为图像增添局部二值模式特征图。然后使用双注意力卷积块自适应地集成图像局部特征和全局依赖,捕获图像修复区域和原始区域在内容及纹理上的差异,再对双注意力卷积块提取的特征进行融合。最后对特征图进行相同的上采样,生成图像内容和纹理上的鉴别特征图。实验结果表明该方法在检测移除对象的修复区域上,针对样本块修复方法上检测的F1分数较排名第二的方法提高了2.05%,交并比上提高了3.53%;针对深度学习修复方法上检测的F1分数较排名第二的方法提高了1.06%,交并比提高了1.22%。对结果进行可视化可以看出,在检测修复区域上能够准确地定位移除对象的边缘。     

邻域窗口权重变分的图像修复

目的 传统的基于样本块的图像修复算法对于破损区域周围既含有几何结构信息又含有丰富纹理信息的情形,修复过程中易出现纹理延伸现象和错误样本块问题,该研究旨在改进传统的修复算法,提出基于邻域窗口权重变分的图像修复算法。方法 该算法利用领域窗口总变分和内在变分构造出权重变分,通过对Criminisi算法中的优先级测度进行加权,提高了对几何结构信息和纹理信息的辨识能力,使几何结构信息得到优先修复;同时,在像素块的匹配过程中,通过引入整体结构差异算子,并与传统的颜色匹配相结合,提高了匹配精度。结果 改进的算法很好地克服了原算法中的纹理延伸和误匹配问题,保持了修复结果的视觉连通性,其峰值信噪比相比原算法提高23 dB。结论 相比于Criminisi算法及其相应的改进算法,本文算法能够对既含有几何结构又含有丰富纹理信息的破损区域取得更好的修复效果,同时,也能高效修复一般的破损区域,从而具有更好的普适性。     

基于大位移视点图像的单帧图像修复

提出一种基于大位移视点图像的单帧图像修复算法,利用大位移视点图像中的可见信息修补目标图像中的被遮挡或信息丢失区域.算法的关键在于如何转化大位移视点图像的可见信息为可用信息,以及如何利用得到的可用信息来有效地修补目标图像.在交互指定待修复的目标区域后,算法首先将所有图像分割为不同的平面场景区域,并基于图像匹配将大位移视点图像中的平面场景区域变换到当前视点.因此,其中的可见信息就可被直接使用.进而通过定义合适的修复和融合优先级函数,提出基于纹理合成和图像融合的图像修复算法,利用获得的可用信息来修补目标区域.修复区域和目标图像之间的鬼影现象使用Poisson图像融合算法来消除,以达到无缝的修复结果.实验结果表明,该算法能够修复较大的丢失信息区域中的结构和纹理信息,具有一定的实用价值.     

基于非局部平均滤波和快速行进法图像修补算法 *

快速行进算法 ( FMM)与水平集法 ( level set)相结合进行曲线修补是一种高效的图像修补算法 ,但是这种算法在修补较大区域时会产生模糊。最近 , Buades等人提出了基于非局部平均滤波 ( non-local means)的去噪算法。受其启发 ,应用非局部平均滤波的思想进行图像修补 ,提出了一种新的基于非局部平均滤波和快速行进算法的 FMM-NL图像修补算法。实验结果表明 , FMM-NL图像修补算法针对具有较强纹理信息的图像能有效解决 FMM修补算法中的模糊问题。