一种基于三级区域划分的图像修复方法技术

本发明专利技术涉及一种基于三级区域划分的图像修复方法，其中，包括：步骤1、确定图像破损区域边界，破损图像的三级区域划分及相应权重分配；步骤2、通过补丁区域中正常像素点和缺失像素点的个数比例来确定优先级；步骤3、根据优先级，通过对两个补丁像素值以及相应权重均方差和的差值计算得出相似性，将相似性最高的补丁的相应区域填充至破损区域；步骤4、更新破损区域边界线，判断是否所有区域完成填充，如果为否则转步骤2，否则，结束。本发明专利技术提供一种保持图像视觉语义完整性的方法，使得在图像修复工作中，保证图像结构一致性的同时，保证图像视觉语义的完整性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三级区域划分的图像修复方法
本专利技术涉及图像修复
，特别涉及一种针对于破损图像修复的方法。
技术介绍
图像修复是一项十分重要的技术，主要应用于影视制作，在考古，刑侦，典籍修复等领域有广泛的应用。目前，图像修复工作主要由人工完成，不仅耗费时间，而且修复效果取决于修复工作者的经验。本方法可以有效应对这一问题，推进图像修复工作的高效完成。常用的图像修复方法是基于补丁的图像修复方法，实现简单，无需资源图像的收集、检索比对，修复后的图像与原图像结构一致性较高。基于补丁的图像修复方法对破损图像本身进行操作，通过相应规则截取正常图像区域，完成对图像破损区域的填充修复工作。基于补丁的图像修复技术虽然可以完成图像的修复工作，但是修复后图像的修复区域和正常区域在视觉语义上一致性不高，难以达到视觉上的良好效果。因此，需要新的方法来解决这个不足。本专利技术正是为了解决这个不足而产生的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于三级区域划分的图像修复方法，用于解决上述现有技术的问题。本专利技术一种基于三级区域划分的图像修复方法，其中，包括：步骤1、确定图像破损区域边界，破损图像的三级区域划分及相应权重分配；步骤2、通过补丁区域中正常像素点和缺失像素点的个数比例来确定优先级；步骤3、根据优先级，通过对两个补丁像素值以及相应权重均方差和的差值计算得出相似性，将相似性最高的补丁的相应区域填充至破损区域；步骤4、更新破损区域边界线，判断是否所有区域完成填充，如果为否则转步骤2，否则，结束。r>根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，所述步骤(1)包括：通过图像编辑，将图像破损区域置为全黑或者全白，来确定图像破损区域的边界线；以破损部分边界为基础，向外扩充图像尺寸10％作为图像一级区域；一级区域向外扩充图像尺寸的25％作为图像的2级区域，图像的剩余区域作为三级区域。根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，对三级区域进行相应权重的分配，一级、二级以及三级区域权重比例为1：2：3。根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，所述步骤(2)包括：以破损区域边界线上待填充的补丁块中，正常区域和破损区域的比例作为优先级的值，优先级值：cm代表正常像素点的个数，cn代表的是待填充像素点的个数。根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，所述步骤(3)包括：待填充补丁与正常补丁的相似计算过程中，补丁相似性的计算包括以两个补丁的像素值均方差和相应权重的均方差，以公式s＝0.6*p+0.4*q，q为权重均方差，p像素值均方差，来计算相似值，相似值越小，两个补丁越相似，将相似度最高的补丁块相应区域复制填充到待填充补丁的缺失区域，完成待填充补丁的填充。根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，分配不同的权重，使得破损区域周围区域对破损区域具有较强的约束，破损图像周围的区域被选择填充的可能性高于其他区域。根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，通过破损图像进行编辑，将破损区域编辑为全白或者全黑来确定图像破损的边界。根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，所有待填充补丁优先级计算完成后，选择优先级最高的补丁作为第一个进行相似比较填充的补丁。根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，两个补丁像素值均方差p的计算公式如下：其中，α为优先级最高的待填充补丁，C(α)为补丁块中像素点的个数，x1为α中某一位置的像素值，x2为与α相比较补丁块中对应位置的像素值；两个补丁对应区域权重的均方差q的计算公式如下：其中，C(α)为补丁块中像素点的个数，w1为α中某一位置的权重值，w2为与α相比较补丁块中对应位置的权重值，W为三级区域划分中设置的最大的权重；补丁相似性相似度s的计算公式如下：s＝0.6*p+0.4*q。根据本专利技术的基于三级区域划分的图像修复方法的一实施例，其中，将待填充补丁相应区域修复完成后，重新确定步骤1中设置的全白或全黑区域，重新确定图像破损区域的边界线，进行步骤2，直至图像破损区域修复完成。本专利技术应用于图像修复领域，简单实用，修复后的图像平滑，结构一致性高、图像视觉语义完整一致。附图说明图1是本专利技术的一种基于三级区域划分的图像修复方法的流程图；图2是本专利技术的图像三级区域的划分示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本专利技术提供一种基于补丁方法改进的图像修复方法。本专利技术对破损图像进行三级区域划分，并分配不同的权重，使得破损区域周围区域对破损区域具有较强的约束，破损图像周围的区域(一级区域)被选择填充的可能性高于与其他区域(二级区域，三级区域)。图像修复方法的步骤为：确定图像破损区域边界线，对图像进行三级区域的划分，并设置不同的权重。计算破损区域边界线上待填充补丁的优先级。选择边界线上优先级最高的待填充补丁，与图像正常区域的同样大小的补丁进行相似性比较，选择相似性最高的进行对应区域的填充。更新破损区域的边界线，返回步骤(2)顺序执行，直至图像破损区域填充完成。本方法依据图像结构和视觉语义的一致性，对图像修复过程中图像整体视觉语义完整性进行约束。本方法实现过程简单，仅需破损图像和相应程序即可。不需要额外的图像数据来进行比对检索或者其他其辅助手段，因此在图像修复领域，具有广泛的应用前景。本专利技术提供的图像修复方法包括确定图像破损区域边界线，破损图像三级区域的划分，特定大小补丁优先级的计算，补丁的相似性比较。确定图像边界线：通过破损图像进行编辑，将破损区域编辑为全白或者全黑来确定图像破损的边界。具体实施时，对图像三级区域的划分：图像一级区域，以破损区域的四个边界点为基础，向外延伸图像尺寸的10％大小，作为一级区域；图像二级区域，在一级区域的边界基础上，向外延伸图像尺寸的25％大小，作为二级区域；图像三级区域，在一级区域和二级区域划分后，剩下的区域作为三级区域。这三个区域的权重设置比例为1:2:3。图像三级区域划分示意图如图2所示。特定大小补丁优先级的计算：以破损区域边界线上待填充的补丁块中，正常区域和破损区域的比例作为优先级z的值。计算公式如下：其中，cm代表补丁块中正常像素点的个数。cn代表的是补丁块中待填充像素点的个数。z值越大，代表的优先级越高。(3)选择边界线上优先级最高的待填充补丁，与图像正常区域的同样大小的补丁进行相似性比较，选择相似性最高的进行对应区域的填充。所有待填充补丁优先级计算完成后，选择优先级最高的补丁作为第一个进行相似比较填充的补丁。补丁相似性比较的方法如下：对破损区域边界线上的待填充补丁与正常区域的补丁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三级区域划分的图像修复方法，其特征在于，包括：/n步骤1、确定图像破损区域边界，破损图像的三级区域划分及相应权重分配；/n步骤2、通过补丁区域中正常像素点和缺失像素点的个数比例来确定优先级；/n步骤3、根据优先级，通过对两个补丁像素值以及相应权重均方差和的差值计算得出相似性，将相似性最高的补丁的相应区域填充至破损区域；/n步骤4、更新破损区域边界线，判断是否所有区域完成填充，如果为否则转步骤2，否则，结束。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三级区域划分的图像修复方法，其特征在于，包括：
步骤1、确定图像破损区域边界，破损图像的三级区域划分及相应权重分配；
步骤2、通过补丁区域中正常像素点和缺失像素点的个数比例来确定优先级；
步骤3、根据优先级，通过对两个补丁像素值以及相应权重均方差和的差值计算得出相似性，将相似性最高的补丁的相应区域填充至破损区域；
步骤4、更新破损区域边界线，判断是否所有区域完成填充，如果为否则转步骤2，否则，结束。


2.如权利要求1所述的基于三级区域划分的图像修复方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：
通过图像编辑，将图像破损区域置为全黑或者全白，来确定图像破损区域的边界线；
以破损部分边界为基础，向外扩充图像尺寸10％作为图像一级区域；一级区域向外扩充图像尺寸的25％作为图像的2级区域，图像的剩余区域作为三级区域。


3.如权利要求2所述的基于三级区域划分的图像修复方法，其特征在于，对三级区域进行相应权重的分配，一级、二级以及三级区域权重比例为1：2：3。


4.如权利要求1所述的基于三级区域划分的图像修复方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：
以破损区域边界线上待填充的补丁块中，正常区域和破损区域的比例作为优先级的值，优先级值：cm代表正常像素点的个数，cn代表的是待填充像素点的个数。


5.如权利要求1所述的基于三级区域划分的图像修复方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：
待填充补丁与正常补丁的相似计算过程中，补丁相似性的计算包括以两个补丁的像素值均方差和相应权重的均方差，以公式s＝0.6*p+0.4*q，q为权重均方差，p像素值均方差，来计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮志成，车春立，于鸿飞，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11