基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法技术

本发明专利技术涉及一种基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法。通过联合待修复序列的多帧图像建立了简单的色彩修复模型，包括四个关键步骤，首先，将待修复的图像序列进行分镜，并为每一个子序列选择参考帧；其次，提取子序列的相关颜色区域，构建稀疏颜色特征矩阵；然后，使用低秩矩阵分解方法，估计未知修复参数；最后，采用两步修复策略，先利用修复参数对普通帧进行颜色一致性校正，再通过参考帧的修复参数进行颜色恢复性校正，最终得到修复后序列。本发明专利技术方法流程清晰、结构完成，联合多帧的修复模式考虑了序列前后帧的连续性，对褪色闪烁的修复效果良好。

【技术实现步骤摘要】
基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法
本专利技术涉及一种基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法，属于计算机图像修复

技术介绍
1905年，中国第一部无声黑白电影《定军山》诞生，时至今日中国电影已经走过悠悠百年岁月。不管是剧情类影片还是历史文献纪录影片，都是当时社会热切关注的题材，见证并记录了我国的发展与进步、苦难与辉煌，凝聚了电影工作者对历史文化的理解和艺术思想，是极其重要的影视资料，也是非常珍贵的艺术文化遗产。然而，由于早期电影的存储与播放依赖于胶片，而胶片上的化学物质会随着时间产生退化现象，再加上以前保存技术比较落后，影片无法得到良好的保护，或损坏或丢失或老化。据粗略统计，从1905年到1949年我国共摄制了1625部电影，但中国电影资料馆仅保存下来252部电影，抚去老电影历史积淀的尘埃，让其重放光彩，使中国人的电影记忆再度鲜明，是一件非常艰巨又意义非凡的事情。随着近年来计算机技术的快速发展与图像视频处理技术的日趋完善，利用数字化的手段修复受损老电影是一大趋势。在胶片电影数字化后划分的几大修复类型中，闪烁是一种比较常见又较难处理的一类问题。大部分研究人员认为，闪烁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)，预处理：将待修复序列进行分镜处理，并为分镜后的每一组子序列选择一帧参考帧；步骤2)，构建修复矩阵：对子序列图像进行特征点提取，并将特征点进行匹配重组排列，通过特征点的描述符提取图像序列中对应的相关颜色区域，计算其颜色特征，构建稀疏修复矩阵；步骤3)，获取修复参数：使用稀疏矩阵分解的方法，预估修复模型中的未知校正参数；步骤4)，闪烁修复：待修复序列中的图像分为参考帧与普通帧，采用两步修复的策略，利用普通帧的校正参数进行颜色一致性校正，再通过参考帧的校正参数进行颜色恢复性校正，最终得到修复后序列。

【技术特征摘要】
1.一种基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)，预处理：将待修复序列进行分镜处理，并为分镜后的每一组子序列选择一帧参考帧；步骤2)，构建修复矩阵：对子序列图像进行特征点提取，并将特征点进行匹配重组排列，通过特征点的描述符提取图像序列中对应的相关颜色区域，计算其颜色特征，构建稀疏修复矩阵；步骤3)，获取修复参数：使用稀疏矩阵分解的方法，预估修复模型中的未知校正参数；步骤4)，闪烁修复：待修复序列中的图像分为参考帧与普通帧，采用两步修复的策略，利用普通帧的校正参数进行颜色一致性校正，再通过参考帧的校正参数进行颜色恢复性校正，最终得到修复后序列。2.根据权利要求1所述的基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法，其特征在于，所述步骤1)预处理中需要分镜处理，是因为在构建修复模型之前需要提取并匹配图像之间的特征点，为了匹配误差最小化，若待修复序列中包含多个场景镜头，分镜是必须的；同时，修复老电影的褪色闪烁需要指定图像的参考颜色风格，因此每一组待修复子序列均需从原序列选择一帧颜色参考帧。3.根据权利要求2所述的基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法，其特征在于，若原序列损坏严重，无法筛选合格的参考帧，则对序列的第一帧图像进行颜色校正处理，并将其视为参考帧，具体步骤为：其中，αin、βin表示图像从RGB颜色空间转换到lαβ颜色空间后对应的α与β通道值，αout、βout表示期望获得的通道值，mα、mβ分别对应αin、βin通道的平均值；在得到期望的通道值后，再将图像转回RGB颜色空间，即得到效果较好的校正参考帧。4.根据权利要求1所述的基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法，其特征在于，所述步骤2)中的构建修复矩阵，需要提取序列中每一帧的特征点并进行前后帧两两匹配，再联合序列中所有图像对匹配后的特征点进行筛选、重组，最后根据重组后的特征点提取相应图像中的图像块，计算其颜色特征后，组成修复矩阵。5.根据权利要求4所述的基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法，其特征在于，采用SURF算法提取特征点，又由于图像序列的连续性，在进行前后帧匹配时，存在大量冗余特征点，为提高计算效率，序列中每一帧提取出的特征点仅随机保留一半；再结合多帧图像两两匹配后的结果，筛选出在整个序列中出现次数大于等于3的特征点，并根据特征点的描述符提取出对应图像中的图像块，称其为颜色相关区域，该区域的大小为30×30像素，其中心点为特征点。6.根据权利要求4或5所述的基于稀疏颜色特征的老电影褪色闪烁修复方法，其特征在于，对于提取出的颜色相关区域求取平均值，称为颜色特征，记为a′，并按照特定的规律排列，构建修复矩阵：其中M代表整个修复矩阵，m表示待修复序列筛选出的特征相关点总数，n表示序列的总帧数；在矩阵M中，第i行第j列的颜色特征表示为a′ij，并且a′ij＝(cjai)γj，其中，(cjai)γj是校正修复模型，ai表示第i个特征点对应的未受损时的颜色特征，cj是第j张图的乘性调整因子，类比于白平衡参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄曦，丁友东，于冰，夏天然，谢志峰，黄东晋，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31