一种基于行扫描的图像块匹配修复方法技术

本发明专利技术涉及一种基于行扫描的图像块匹配修复方法，如图所示，包括以下步骤:1）建立扫描窗口，以逐行扫描的方式对图像进行扫描；2）扫描窗口遇到待填充区域后，建立待匹配块，以待匹配块实际匹配区域为基础与图像中已知区域的匹配块进行SSD距离匹配；3）根据设定条件确定候选块，分别计算与待填充块位置相邻的块与候选块的相似度，取值较大的作为该候选块的相似度；4）对所有候选块的相似度进行排序，选取相似度最大的候选块作为填充块填充到待填充区域；5）继续对该行的下一个待修复块进行修复，该行结束后跳转到下一行；6）重复执行以上步骤，直到待修复区域全部填充完毕。以上发明专利技术取得了很好的修复效果，应用性有所提升，广泛的适用于各种图像修复工作。

Image block matching and repairing method based on line scanning

The invention relates to a matching method based on image block repair line scanning, as shown in the figure, which comprises the following steps: 1) the establishment of the scanning window to scan the image in a progressive manner; 2) had to be filled with the scanning window area, a matching block for block matching actual matching area matching block the known region in the image based and SSD distance matching; 3) according to the conditions set to determine the candidate block, and calculated to be filled block position adjacent block and candidate block similarity values larger as the similarity of the candidate block; 4) to sort all candidate blocks selected candidate block similarity, the maximal similarity as the filling block filled into the filling area; 5) to continue the line next to repair repair, the end of the line after the jump to the next line; 6) the implementation of the above steps are repeated Until the area to be repaired is filled. The invention has the advantages of good repair effect and improved application, and is widely applicable to various image restoration work.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于行扫描的图像块匹配修复方法，特别是关于一种能同时修复纹理信息和结构信息的图像修复方法。
技术介绍
随着现代科学的不断进步，计算机的应用越来越广泛和图像的数字化，使用计算机处理图像问题受到得到越来越多的关注；数字图像修复技术是数字图像处理的一个方面，经过不断的研究，图像修复技术在恢复图片中丢失信息、去除图片中不需要的部分及隐藏视频错误信息等问题上得到广泛应用，因此研究图像修复方法具有重大的理论价值和应用价值。图像修复方法主要是结合退化图像中待修复区域周围的信息复原待修复区域的未知图像信息，从而达到人的视觉心理要求。视觉心理的修复规律主要为结构性、相似性、结构优先和纹理一致等。图像修复方法分为两大类：1.以像素点为对象，通过物理原理、数学方程等进行修复；该类方法对图像结构的修复结果很好，但在进行大面积修复时容易产生模糊现象；2.以像素块为对象，通过计算优先级得出修复顺序，按顺序进行修复；该类方法对纹理和结构信息都能取得很好的修复效果，但修复结果对优先级过于敏感，待修复边界发生变化对优先级产生影响时，就很难取得好的修复效果。现有技术中，基于匹配块的图像修复属于以像素块为对象的图像修复方法，其特点是能同时修复纹理和结构信息。该类方法通过计算待修复区域边缘点优先级顺序，确定边缘上待修复块的修复顺序，然后根据该顺序进行匹配修复。修复结果对优先级的顺序十分敏感，优先级顺序的改变会导致不同的修复结果，而优先级是由待修复边缘决定，待修复边缘又由人为选择得到，此时能选择到什么样的待修复边缘具有很大的随机性，导致使用现有技术中基于块匹配的图像修复方法进行图像修复时无法每次都取得好的结果，该问题严重制约了以像素块为对象的图像修复在实际中的应用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于行扫描的图像块匹配修复方法，该方法既能同时针对纹理信息和结构信息取得很好的修复效果同时也解决现有算法应用性差的问题。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于行扫描的图像块匹配修复方法，包括以下步骤：1）建立扫描窗口，以逐行扫描的方式对图像进行扫描；2）扫描窗口遇到待填充区域后，建立待匹配块，以待匹配块实际匹配区域为基础与图像中已知区域的匹配块进行SSD距离匹配；3）根据设定条件确定候选块，分别计算与待填充块位置相邻的块与候选块的相似度，取值较大的作为该候选块的相似度；4）对所有候选块的相似度进行排序，选取相似度最大的候选块作为填充块填充到待填充区域；5）继续对该行的下一个待修复块进行修复，该行结束后跳转到下一行；6）重复执行以上步骤，直到待修复区域全部填充完毕。所述步骤1）中的扫描窗口为大小为N*N（N为奇数）。所述步骤2）中，待匹配块包含待匹配块填充区域和待匹配块匹配区域。所述待匹配块填充区域为待匹配块中心点和右下角点之间的正方形区域。所述待匹配块匹配区域为待匹配块和已知区域重叠的部分，用来进行信息匹配，待匹配块匹配区包含待匹配块基础匹配区域。所述待匹配块基础匹配区域为待匹配块中心点与匹配块上边缘、左边缘之间的区域，用来提供基本的匹配信息。所述步骤2）中的均值SSD距离算法计算公式为：。公式中所述，、、分别表示待匹配块实际匹配区域和匹配块中对应位置各个像素点中不同颜色通道亮度的均值。所描述的匹配块是在已知区域内以某一像素点为中心点的矩形块。所述步骤3）中确定候选块的条件为。所述步骤3）中的相似度计算方式为。所述步骤3）中与待填充块位置相邻的块为待填充块位置左、上方的两个同样大小的块。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、由于本专利技术采用行扫描的方式修复图像，不需要计算优先级顺序，因此避免了修复结果对待修复边缘过于敏感的问题，保证了在人为选择待修复区域后，修复结果不会因为修复边缘细微的改变而变化很大，使修复的更稳定，增加了图像修复技术的应用性；2、本专利技术在对图像进行修复的过程中，填充块的左、上两侧的信息同时经过相似度计算，提供了足够的匹配信息来保证结构和纹理信息的传播，取得很好的图像修复质量。本专利技术可以广泛应用于图像修复过程中。附图说明图1为图像修复原理示意图。图2为本专利技术待匹配块和待填充块说明书示意图。图3为本专利技术的图像修复方法的流程示意图。图4为本专利技术待填充块邻域示意图。图5是本专利技术实施例的修复过程示意图。图6是采用本专利技术实施例的修复效果示意图，图6（a）是修复前的图形示意图；图6（b）是修复后的效果示意图。图7是采用本专利技术针对结构信息修复效果示意图，图7（a）是修复前的图形示意图；图7（b）是修复后的效果示意图。图8是采用本专利技术同时修纹理和结构的修复效果示意图，图8（a）是修复前的图形示意图；图8（b）是修复后的效果示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。目标去除是图形修复
的一个典型应用，其任务是尽量自然地修复图像中指定区域的丢失图形信息，本专利技术以目标去除为实施例对图像修复方法的具体过程进行说明，目标去除是针对图像中的信息缺损区域，利用图像中其它已知区域的结构或纹理信息进行填充，使修复后的图像自然、真实，符合人的视觉心理要求。如图1所示，其中I为整个图像,代表已知区域,代表未知区域，图像修复就是利用已知区域的信息修复未知区域的信息。本专利技术用行扫描的方式逐行对图片进行修复，其中扫描窗口大小为7*7，当扫描窗口遇到待修复区域时，建立待匹配块。如图2所示，为待匹配块，为最佳匹配块，为待填充块，为最佳填充块，为待匹配块的基础匹配区域，为匹配块的实际匹配区域。所述待匹配块的基础匹配区域用来提供修复过程中基本的匹配信息，和待修复区域不重叠，即。所述修复过程如图3，包括以下步骤：1、建立扫描窗口，以该扫描窗口，逐行对待修复图像进行扫描，本实施例所述的扫描窗口大小为7*7；2、扫描该行，直到扫描窗口遇到待修复区域，使扫描窗口与待修复区域尽可能多的重叠，建立待匹配块，同时使，根据匹配块实际匹配区域（）的图像信息计算SSD（SumofSquaredDifferences，差方和）距离；上述SSD距离算法公式为：，式中，、、分别表示匹配块实际匹配区域和最佳匹配块中对应的各个像素点中不同颜色通道亮度的均值；3、计算得出SSD距离最小的，取所有满足的匹配块作为候选块；4、如图4所示，计算每个候选块中填充区域和待填充区域两个相邻的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于行扫描的图像块匹配修复方法，包括以下步骤：1）建立扫描窗口，以逐行扫描的方式对图像进行扫描；2）扫描窗口遇到待填充区域后，建立待匹配块，以待匹配块实际匹配区域为基础与图像中已知区域的匹配块进行SSD距离匹配；3）根据设定条件确定候选块，分别计算与待填充块位置相邻的块与候选块的相似度，取值较大的作为该候选块的相似度；4）对所有候选块的相似度进行排序，选取相似度最大的候选块作为填充块填充到待填充区域；5）继续对该行的下一个待修复块进行修复，该行结束后跳转到下一行；6）重复执行以上步骤，直到待修复区域全部填充完毕。

【技术特征摘要】
1.一种基于行扫描的图像块匹配修复方法，包括以下步骤：
1）建立扫描窗口，以逐行扫描的方式对图像进行扫描；
2）扫描窗口遇到待填充区域后，建立待匹配块，以待匹配块实际匹配区域为基础与图
像中已知区域的匹配块进行SSD距离匹配；
3）根据设定条件确定候选块，分别计算与待填充块位置相邻的块与候选块的相似度，
取值较大的作为该候选块的相似度；
4）对所有候选块的相似度进行排序，选取相似度最大的候选块作为填充块填充到待填
充区域；
5）继续对该行的下一个待修复块进行修复，该行结束后跳转到下一行；
6）重复执行以上步骤，直到待修复区域全部填充完毕。
2.如权利要求1所述的一种基于行扫描的图像块匹配修复方法，其特征在于：修复方式
为逐行修复，每一行内依次修复待修复区域。
3.如权利要求1所述的一种基于行扫描的图像块匹配修复方法，其特征在于：所述待匹<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，李旭峰，刘红敏，王志衡，徐向阳，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41