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专利号: 2016100655197
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-02-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.结合自适应梯度分块和等距变换的改进Criminisi图像修复方法,其特征在于包括以下步骤:第1步:记G=(gi,j=-1)m×n为待修复图像A=(ai,j)m×n的梯度图,记Ω为待修复区域,由标记矩阵B=(bi,j)m×n中bi,j=0的元素进行标记,Φ为已知区域,由标记矩阵B=(bi,j)m×n中最开始bi,j=1的元素进行标记,Φ′为已修复区域;初始化Φ′=Φ, 为待修复区域边界,对 即bi,j=1中的元素,计算图像像素ai,j对应的梯度值gi,j,即gi,j=Grad(ai,j,(i,j));

第2步:对G中每个gi,j≠-1的元素按其对应的梯度值进行统计形成梯度直方图HG=(hk)L,其中hk表示梯度值为k的G中元素发生次数,L为梯度直方图中梯度阶数;

第3步:对梯度直方图中的每个梯度值k=0,1,…,L-1,统计每个梯度值的发生概率Pk,k=0,1,…,L-1;

第4步:将落入已修复区域Φ′中的每个像素划分成平滑、纹理和边缘区域像素;

第5步:对 计算p点对应的优先权Pp;

第6步:确定优先权Pp最大的点 自适应地确定当前待修复像素块 的边长第7步:判断梯度项 的块类型,在图像已知区域Φ中寻找和 相匹配的的最优目标块 的位置 及其所对应的等距变换类型

第8步:利用最优目标块 和最优目标块 所对应的等距变换类型 将 变换为并将当前待修复像素块 中被bi,j=0标记的像素由 中的对应位置像素进行填充,然后将所有当前待修复像素块 被填充像素的标记值由 bi,j=0调整为bi,j=1;

第9步:反复执行第5步至第8步,直到图像中待修复区域Ω中所有像素点修复完毕,即B=(bi,j)m×n中所有元素都调整成bi,j=1,修复结束。

2.如权利要求1所述的结合自适应梯度分块和等距变换的改进Criminisi图像修复方法,其特征在于:第1步中计算图像像素ai,j对应的梯度值gi,j,即gi,j=Grad(ai,j,(i,j))的具体方法为使用式(1):式(1)中,gx和gy是像素ai,j的x方向和y方向梯度,分别按式(2)和式(3)进行计算:gx=ai,j+1-ai,j-1  (2)

gy=ai+1,j-ai-1,j  (3)

式(2)和式(3)中,若 且ax,y∈Ω,即bx,y=0则用ai,j替代ax,y,从而保证每个落入已修补区域的元素ai,j∈Φ′在G中都有对应的梯度值。

3.如权利要求1所述的结合自适应梯度分块和等距变换的改进Criminisi图像修复方法,其特征在于:第3步中统计每个梯度值的发生概率Pk,k=0,1,…,L-1的具体方法为式(4):Pk=hk/Ncount  (4)

式(4)中,Ncount是梯度直方图中所有梯度值的总数,按式(5)进行计算;

第4步中将落入Φ′中的每个像素划分成平滑、纹理和边缘区域像素的具体方法为式(6):式(6)中λ1是平滑和非平滑区域分割阈值,λ2是将非平滑区域细分为纹理和边缘区域的分割阈值且满足0≤λ1≤λ2≤L-1。

4.如权利要求3所述的结合自适应梯度分块和等距变换的改进Criminisi图像修复方法,其特征在于:第4步式(6)分割阈值λ1和λ2的具体确定方法为式(7):即对区间范围内的λ∈[λbegin,λend],求解使目标式δ最大化的λ,即 式(7)中upart1,upart2,utotal可分别按式(8)、式(9)和式(10)进行计算:将λbegin=0,λend=L-1代入式(7),可确定分割阈值λ1,将λbegin=λ1+1,λend=L-1代入式(7),可确定分割阈值λ2。

5.如权利要求3所述的结合自适应梯度分块和等距变换的改进Criminisi图像修复方法,其特征在于:第5步对 计算p点对应的优先权Pp的具体方法为式(11):Pp=Cp·l+Gp·(1-l)  (11)

式(11)中,Cp为置信项,Gp为梯度项,权重l∈[0,1]的取值按式(12)确定,即按p点所属的边缘、平滑和纹理区域进行自适应地调整:式(12)中,参数α∈[0,1]范围内的随机数且满足α+β=1。

6.如权利要求5所述的结合自适应梯度分块和等距变换的改进Criminisi图像修复方法,其特征在于:第5步式(11)中,置信项Cp,梯度项Gp的具体计算方法如式(13)和式(14)所示:式(13)中,ψp为以p为中心的矩阵小块, 是ψp中的元素数量, 为ψp落入已修补区域中的元素数量;

式(14)中,q为ψp落入已修补区域Φ′的坐标,aq为A中对应的像素。

7.如权利要求3所述的结合自适应梯度分块和等距变换的改进Criminisi图像修复方法,其特征在于:第6步中确定优先权Pp最大的点 的具体方法为式(15):第6步中自适应地确定当前待修复像素块 的边长 的具体方法为式(16):。

8.如权利要求3所述的结合自适应梯度分块和等距变换的改进Criminisi 图像修复方法,其特征在于:第7步中判断 的块类型的具体方法为式(6):第7步中在图像已知区域Φ中寻找和 相匹配的 的最优目标块 的位置及其所对应的等距变换类型 的具体方法为对 且 按式

(17)在图像已知区域Φ中寻找和 相匹配的 的最优目标块的位置 及其所对应的等距变换类型

式(17)中d()为欧氏距离,表示样本块 中已知像素和目标块T(Θq,t)中对应位置像素差的平方和,T()为等距变换函数,记Θq所对应的原子块子块旋转90度、180度、270度对应子块以及这些子块的水平翻转子块分别为 则T()执行的功能为式(18):式(18)中, 即Θq与它的原子块等价。