一种极快速的图像无缝合成方法技术

本发明专利技术公开了一种极快速的图像无缝合成方法，其计算复杂度为线性，且无需预计算。图像无缝合成指的是将目标图像中的部分场景嵌入到另一幅背景图像中，要求不能有明显的拼接痕迹。传统上，解决此类问题需要求解一个具有狄利克雷边界条件的泊松方程，一般至少需要O(KlogK)的计算时间复杂度，其中K为目标图像的像素数量。而本发明专利技术采用将图像预处理后采用对偶正变换和逆变换来完成图像的合成。该方法大约只需9K次的加法和更少的除法运算，计算极为快速，而合成效果与传统方法相当。

A Fast Method of Image Segmentation without Stitching

The invention discloses an extremely fast image seamless generation method, which has linear computational complexity and does not need to be predicted. Unstitched image refers to embedding part of the scene in the target image into another background image, which requires no obvious stitching trace. Traditionally, solving such problems requires solving a Poisson equation with Dirichlet boundary conditions, which generally requires at least O (KlogK) computational time complexity, where K is the number of pixels in the target image. The method adopts dual positive transformation and inverse transformation to complete image synthesis after image preprocessing. This method only needs about 9K additions and fewer division operations. The calculation is very fast, and the synthesis effect is comparable to the traditional method.

【技术实现步骤摘要】
一种极快速的图像无缝合成方法
本专利技术属于图像处理、计算机图形学领域，涉及一种极快速的图像无缝合成合成方法。
技术介绍
如图所示，想将图1(B)(称之为目标图像)中的白熊(由图1(C)中的mask圈出)放到图1(A)(称之为背景图像)中，如果是简单拷贝粘贴，结果是图1(D)，有明显的拼接痕迹，不是想要的效果，而希望得到是图1(E)这样无缝合成的效果。学术界通常称这类问题为图像克隆，或无缝合成/拼接。传统上，解决此类问题需要求解一个具有狄利克雷边界条件的泊松方程，一般至少需要O(KlogK)的计算时间复杂度，其中K为目标图像的像素数量。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种极快速的图像无缝合成方法。本专利技术中：输入：背景图像B，目标图像T，以及圈定目标对象的掩码M为二值图像，其中为1的区域Ω对应目标图像中要克隆的目标对象；同时设定背景图像B和目标图像T为单通道的灰度图像，且大小均为S*S，记区域Ω的边界为输出：合成的图像F；本专利技术的具体步骤是：步骤(1)计算得到N和I：I＝(B-T).*N其中χ是示性函数，.*是对应元素相乘。步骤(2)确定小波对偶变换的层数J：其中表示向下取整。步骤(3)执行小波提升形式的对偶正变换：对步骤(1)中得到的I和N分别执行如下的小波提升形式的对偶正变换，得到和假定I是一维信号。对偶正变换：输入I，使用下列公式得到I0＝IIj+1[n]＝Ij[2n]+(Ij[2n-1]+Ij[2n+1])/2,j＝0,1,…,J-1步骤(4)执行小波提升形式的对偶逆变换：对步骤(3)中得到的和执行如下的对偶逆变换，得到和对偶逆变换：输入输出对j＝J,…,1，顺序执行以下过程，最终令输出。步骤(5)：令输出，这里的./是对应元素相除。本专利技术的有益效果：本专利技术的计算复杂度为线性，无需预计算，且合成效果与传统方法相当。附图说明图1(A)为背景图像；图1(B)为目标图像；图1(C)为mask圈；图1(D)为简单拷贝粘贴后的合成图；图1(E)为利用本专利技术方法处理后的合成图。具体实施方式本专利技术方法的输入输出是：输入：背景图像B，目标图像T，以及圈定目标对象的掩码M为二值图像，其中为1的区域Ω对应目标图像中要克隆的目标对象。不失一般性，为了表述方便，我们设定B和T为单通道的灰度图像，且大小均为S*S。另外记区域Ω的边界为输出：合成的图像F。本专利技术方法的具体步骤是：步骤(1)计算得到N和I：I＝(B-T).*N其中χ是示性函数，.*是对应元素相乘。步骤(2)确定小波对偶变换的层数J：其中表示向下取整。步骤(3)执行小波提升形式的对偶正变换：对步骤(1)中得到的I和N分别执行如下的小波提升形式的对偶正变换，得到和由于这个变换是可分离的，为了描述方便，在本步骤和步骤(4)的对偶正变换和逆变换中假定I是一维信号。对偶正变换：输入I，使用下列公式得到I0＝IIj+1[n]＝Ij[2n]+(Ij[2n-1]+Ij[2n+1])/2,j＝0,1,…,J-1步骤(4)执行小波提升形式的对偶逆变换：对步骤(3)中得到的和执行如下的对偶逆变换，得到和对偶逆变换：输入输出对j＝J,…,1，顺序执行以下过程，最终令输出。步骤(5)最后一步：让输出，这里的./是对应元素相除。综上，本专利技术公开了一种极快速的图像无缝合成方法，大约只需9K次的加法和更少的除法运算，计算极为快速,所需的内存也仅为两倍于目标图像大小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极快速的图像无缝合成方法，该方法中：输入：背景图像B，目标图像T，以及圈定目标对象的掩码M为二值图像，其中为1的区域Ω对应目标图像中要克隆的目标对象；同时设定背景图像B和目标图像T为单通道的灰度图像，且大小均为S*S，记区域Ω的边界为

【技术特征摘要】
1.一种极快速的图像无缝合成方法，该方法中：输入：背景图像B，目标图像T，以及圈定目标对象的掩码M为二值图像，其中为1的区域Ω对应目标图像中要克隆的目标对象；同时设定背景图像B和目标图像T为单通道的灰度图像，且大小均为S*S，记区域Ω的边界为输出：合成的图像F；其特征在于该方法的具体步骤是：步骤(1)计算得到N和I：I＝(B-T).*N其中χ是示性函数，.*是对应元素相乘；步骤(2)确定小波对偶变换的层数J：其中表示向下取整；步骤(3)执行小波提升...

【专利技术属性】
技术研发人员：金剑秋，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33