基于曲率驱动扩散的图像修复方法技术

本发明专利技术公开一种基于曲率驱动扩散的图像修复方法，通过在CDD模型的非线性扩散项部分引入了一个非负、光滑、单调下降的引导函数g(s)，设计了一种自适应CDD扩散模型：其中，，且满足：g(0)=1，；参数s为梯度模值；m为边缘引导函数下降速度的调节因子；为阈值参数，median为取中值操作。g(s)随着参数s的变化而发生变化，其扩散因子也会随之发生变化，进而实现对图像平滑区域与纹理、边缘区域的修复强度的自适应控制。本发明专利技术给出的自适应模型在修复较大尺度破损区域上优于TV模型和CDD模型，能更好地保留图像边缘和细节信息，而且视觉效果更佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字图像处理范围，尤其涉及一种可保护梯度小但有很光滑的等照度线，进而保留图像边缘和细节信息，修复效果好、计算效率高的。
技术介绍
近年来，随着数字媒体技术的不断发展，图像修复技术得到广泛的应用，例如文物作品和旧照片的保护、图像有损压缩的修复、图像和视频经过网络传输后的错误隐藏、图像中冗余对象的去除等。然而，数字图像修复是一个病态问题，因为原始信息已经被破坏，没有一个标准的图像作为参考。在现有的修复方法中，基于偏微分方程的图像修复对于小尺度的图像受损区域具有边缘保持效果好的特点，并发展了一系列的处理方法。2000年Bertalmio等人利用待修补区域的边缘信息沿着待修复区域的边界采用传播机制将信息向内扩散。考虑到人眼对图像边缘的敏感性，2002年Chan和Shen等人提出了基于全变分(Total Variation, TV)模型的图像修复方法，通过建立能量泛函，将图像修复问题转化为求解最小平方能量泛函的问题，再求出相应的偏微分方程来得到图像的近似解，以达到修复效果。该方法能在大量噪声情况下有效地对图像进行较好的修复，数值计算方便并能保持边缘，但是在图像细节保持上有欠缺，不完全符合图像处理的形态学原则，其主要缺点在于总是以最短直线来修复图像的边缘，破坏了人眼视觉系统的视觉连通原理。曲率驱动的扩散模型⑶D (Curvature Driven Diffusions)则引入了等照度线的几何信息曲率,使得扩散强度不仅依赖于梯度，还依赖于曲率。虽然CDD模型满足视觉连通性原理，对小尺度损坏的图像具有较好修复效果，但是对于纹理复杂的损坏区域，其计算量大，而且存在着阶梯效应。现有技术所存在的主要问题归结如下:第一，迭代时间较长，计算复杂度高，收敛速度较慢；第二，典型的各向同性扩散容易导致边缘模糊，而CDD模型扩散又易于产生不必要的假边缘和阶梯效应
技术实现思路
本专利技术的技术解决方案是:一种，其特征在于按如下步骤进行: A.初始化 选取待修复图像《，取值范围为，空间步长A、时间步长Δ 和参数σ ； B.计算边缘检测阈值权利要求1.一种，其特征在于按如下步骤进行: A.初始化 选取待修复图像《，取值范围为u0 un,空间步长A、时间步长Δ/和参数σ ； B.计算边缘检测阈值全文摘要本专利技术公开一种，通过在CDD模型的非线性扩散项部分引入了一个非负、光滑、单调下降的引导函数g(s)，设计了一种自适应CDD扩散模型其中，，且满足g(0)=1，；参数s为梯度模值；m为边缘引导函数下降速度的调节因子；为阈值参数，median为取中值操作。g(s)随着参数s的变化而发生变化，其扩散因子也会随之发生变化，进而实现对图像平滑区域与纹理、边缘区域的修复强度的自适应控制。本专利技术给出的自适应模型在修复较大尺度破损区域上优于TV模型和CDD模型，能更好地保留图像边缘和细节信息，而且视觉效果更佳。文档编号G06T5/00GK103198454SQ201210573188公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日专利技术者王相海, 宋传鸣, 王爽, 艾新楠 申请人:辽宁师范大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于曲率驱动扩散的图像修复方法，其特征在于按如下步骤进行：A.?初始化选取待修复图像u，取值范围为u0~un，空间步长h、时间步长????????????????????????????????????????????????和参数；B.计算边缘检测阈值；C.?采用自适应CDD模型实现图像修复：C1.判断图像范围内某一像素点是否位于修补区域内，初始时；如果该像素不在修补区域内，则转入C5，否则，转入C2；C2.采用如下三个公式计算待修复点与邻域点的中间位置梯度模值，进而计算出传导函数和曲率K：其中，，，????????????????????,；C3.?由C2步骤的计算结果求出一阶导数值；C4.?利用下述公式对像素值进行更新：C5.?若，则计算过程结束；否则置，返回执行C2。594923dest_path_image001.jpg,795091dest_path_image002.jpg,899314dest_path_image004.jpg,117805dest_path_image005.jpg,56523dest_path_image006.jpg,665359dest_path_image008.jpg,901168dest_path_image010.jpg,911849dest_path_image011.jpg,692855dest_path_image013.jpg,788987dest_path_image015.jpg,428095dest_path_image018.jpg,878537dest_path_image020.jpg,461965dest_path_image021.jpg,773998dest_path_image023.jpg,572321dest_path_image024.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王相海，宋传鸣，王爽，艾新楠，
申请(专利权)人：辽宁师范大学，
类型：发明
国别省市：