改进的规范化卷积图像修复算法

规范化卷积算法可用来处理离散、孤立丢失数据的修复,但针对大量数据连续缺失的图像修复效果不佳,为此设计了像素的邻域滤波器,提出一种改进的基于规范化卷积的图像修复算法.首先设定由待修复区域边界向区域内部逐步扩散的修复顺序;然后为每个待修复像素关联一个置信度,并根据修复的先后顺序从高到低进行赋值,即最后修复的像素置信度取值最小;最后根据像素值和置信度进行插值,修复缺失的图像信息.实验结果表明,该算法是一种实用的图像修复算法,可实现图像连续块状区域信息丢失的修复,并可得到良好的修复效果.     

面向图像修复的域相似算法

基于偏微分方程（PDE）的图像修复和基于纹理合成的图像修复是目前数字图像修复中的重要方法,虽然均能较好地修复图像,但是修复的效率较低。提出了一种采用域相似修复图像的新算法,先对待修复区域边界上的所有待修复点计算优先级,然后按照优先级从大到小的顺序修复图像;该算法以像素点邻域的相似来衡量两个像素点相似的程度,充分考虑了待修复像素的邻域中已知信息对该像素的影响。仿真实验结果表明,该算法不仅能较好地修复图像,而且在同等修复区域和修复效果的条件下具有更高的修复效率。     

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。     

整体变分算法在图像修补中的应用研究

对如何将整体变分模型用于图像修补进行了讨论．主要研究整体变分算法在待修补区为长条形空白区域的图像修补，并根据待修补区为长条形的特点，通过引入权值，对整体变分模型的离散化算法作了改进，使该算法利用邻域信息仅对待修补空白区域进行填充，而不改变待修补区邻域的像素值．实验表明，文中算法对窄长条状或线状空白区域的图像修补是有效的。     

基于双十字曲率驱动扩散模型的图像修复算法

当前各种基于曲率驱动扩散(CDD)模型的图像修复算法在修复待修复点时均只利用了其邻域中的4个点的参考信息,使修复后的图像边缘过渡不自然且修复精度不够高。针对以上问题,提出了基于双十字CDD的图像修复算法。该算法在充分利用原始CDD算法中4个邻域点的参考信息得到待修复点的修复像素值的基础上,再利用新引入的4个点的参考信息得到一个新的修复像素值,并将这两个修复像素值进行加权平均得到最终的修复像素值。最后,将提出的算法和原始的CDD算法以及改进的CDD算法用于实例验证,其结果表明,新提出的算法在不增加算法时间复杂度的条件下,使得图像边缘过渡更加自然,修复精度得到了有效提高。     

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。     

一种结合CDD 模型和Criminisi 算法的图像修复算法

针对既含有大块缺失信息又含有划痕的图像,结合CDD 模型和Criminisi 算法的 优点,提出一种新的修复算法。算法先采用可以强化细节的自适应直方图均衡化操作来扩大图 像的动态范围,后利用形态学算子分离出待修复图像中的划痕区域与大块区域,接着用CDD 模 型对划痕进行修复,再用改进优先级的Criminisi 算法进行后续修复,最后把修复后的图像对 应于缺失区域的像素填补到待修复图像的区域中。实验结果表明,改进后的算法克服了现有算 法可能存在的偏差延续问题,使图像修复的结果更加符合人们的视觉效果。     

基于邻域滤波的图像修复

图像修复是图像恢复研究中的一个重要内容,它的目的是根据图像现有的信息来自动恢复丢失的信息,可以用于对旧图片的修复。大多数现有图像修复算法都非常复杂,而且难于实现。由于图像中的边缘代表了图像的重要信息,所以在设计修复算法时,必须着重考虑边缘的恢复。提出了一种基于图像邻域滤波算法、利用图像的空间连续性,及图像的边缘信息的图像修复算法。该算法实现简单,修复速度快,对小区域的修复效果较好。     

基于局部平均灰度熵的快速图像修复算法

使用块拼贴的基于样本的图像修复算法运行时间主要取决于最佳样本块匹配步骤的执行效率。目前算法普遍采用全局搜索获取样本块,逐一与待修复块进行相似性比对,修复质量和修复效率依赖于采样区域的范围大小。为提高计算效率,提出一种基于局部平均灰度熵的图像修复算法,在每次迭代中根据待修复块邻域窗的平均灰度熵自适应确定采样区域范围。实验结果证明,所提算法相较经典Criminisi修复算法提高了修复质量,且大大提高了修复效率。     

区域自适应的图像修复算法

针对Criminisi等人提出的基于样本的图像修复算法使用穷尽搜索的方式寻找最优匹配像素块,以及采用固定大小的修复像素块进行修复时产生的错误匹配和信息延伸对图像修复质量的影响,根据像素点周围邻域信息对该像素点的决定作用和结构信息的重要性,提出一种区域搜索和自适应模板图像修复方法,以增强信息的局部协调性和边界信息的恢复能力,提高图像整体的修复效果。大量实验表明,改进算法在减少修复时间的同时,能较好地保持图像的结构,从而使修复结果达到更好的视觉效果。     

一范数在图像修复中的应用

考虑到图像相邻像素具有相关性,修复后的图像能量应为最低状态。定义了复合向量的范数。利用改进的热传导模型进行图像修复。提出的算法既可用来有效地修复划痕,也可用于去除文字,还可以填充较大破损区域。     

鲁棒的梯度驱动图像修复算法

数字图像形态特征的修复目前主要采用基于梯度驱动的偏微分方程(PDE)作为计算模型。虽然该类模型对较大区域的形态特征修复具有明显优势,但是修复过程中信息传播方向不确定使得它对修复对象具有选择性。在分析该类模型在图像修复中的计算本质和对应物理意义的基础上,结合典型仿真实验,认为保持信息传播方向始终指向待修复区域之外对修复结果具有决定性影响,并由此提出一种梯度驱动图像修复的新算法。实验结果表明,该算法能够保持信息传播方向的稳定,使得修复具有更强的鲁棒性。     

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。     

采用TV及纹理合成技术的分层图像修复

整体变分（TV）模型在图像修复中能够保持图像的边缘且数值实现方便,但在图像修复中对于人类视觉连通性的处理还有所不足。根据图像遗失或者损坏的不同类型,针对TV、CDD模型在图像修复中存在的问题,提出了一种结合TV、CDD模型及基于块的纹理合成算法的分层图像修复算法。实验结果表明,这种分层修复的方法在图像的结构修复和纹理修复两方面实现了较好的统一,而且在较大区域图像修复上表现出良好的效果。     

基于双树复小波域的马尔可夫随机场样本修补算法

为了消除大目标图像修补过程中,修补区域由于累积误差引起的马赛克和振铃效应,提出基于双树复小波域的马尔可夫随机场(MRF)样本修补算法。首先应用双树复小波变换(DTCWT)将待修补图像变换到复频域,通过合理的置信度和数据项计算待修补块的修补顺序;然后应用MRF样本修补算法在不同尺度、不同方向下修补未知区域;最后利用双树复小波逆变换重构图像。实验结果表明,与传统离散小波修补方法相比,双树复小波域MRF样本修补算法能更好地保持修补区域纹理和结构信息。     

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。     

基于生成对抗网络的人像修复

人像修复广泛用于基于图像渲染和计算摄影的照片编辑。针对衣着的不同、高矮胖瘦的区别以及姿态的高自由度等因素给人像修复带来的困难,提出了一种基于生成对抗网络（GAN）的高效人像修复方法。算法分为两阶段：第一阶段基于编码器-解码器网络粗略修复图像,然后估计其中人体姿态信息;第二阶段基于姿态信息和GAN来精确修复人像。利用人像姿态信息来连接人像姿态关键点,形成姿态框架并执行膨胀操作,得到人像姿态掩码,以此构造人像姿态损失函数进行网络训练。实验结果表明,与Contextual Attention修复方法相比,所提方法的修复结果在结构相似度（SSIM）上提升了1%。该方法将人像姿态信息加入到修复过程中,有效地约束了待修复区域人像数据的解空间范围,加强了网络对人像姿态信息的关注程度。     

基于谱归一化条件生成对抗网络的图像修复算法

基于生成对抗网络的图像修复算法在修复大尺寸缺失图像时,存在图像失真较多与判别网络性能不可控等问题,基于谱归一化条件生成对抗网络,提出一种新的图像修复算法。引入谱归一化来约束判别网络的判别性能,间接提高修复网络的修复能力,并根据控制判别网络性能对谱归一化进行理论分析。通过类别信息约束特征生成,保证修复图像的内容不变性,引入扩展卷积算子对待修复图像进行像素级操作,解决修复图像缺乏局部一致性的问题。在此基础上,运用PSNR、SSIM等图像评价方法及分片Wasserstein距离、Inception分数、流形距离度量、GAN-train和GAN-test等流形结构相似度评价指标对修复图像进行综合评价。实验结果表明,与CE、GL等算法相比,该算法获得的修复图像在主观感受和客观评价指标上均有明显提高。