數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望

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1、精選公文范文管理資料數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望　　引言　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種數(shù)字采集設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，人們的生活中出現(xiàn)了大量的數(shù)字圖像，然而，這些數(shù)字圖像在獲取、處理、壓縮以及傳輸?shù)倪^(guò)程中將不可避免地發(fā)生一定程度的損壞，導(dǎo)致局部信息的缺失。數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)可以有效地對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，并使得修補(bǔ)后的圖像完好如初，從而廣泛地應(yīng)用于人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值?！　”疚挠扇齻€(gè)部分構(gòu)成：第一部分是對(duì)數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，包括數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)的概念、目的及研究背景；第二部分對(duì)數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的綜述；第三部分介紹了數(shù)字圖像

2、修補(bǔ)技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景?！　?[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)介紹　　數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)就是利用圖像中未損壞的信息對(duì)圖像中的待修補(bǔ)區(qū)域進(jìn)行信息填補(bǔ)的過(guò)程，其目的是恢復(fù)破損圖像的完整性，并盡量減少修補(bǔ)的痕跡，使修補(bǔ)后的圖像在整體上能夠被人的視覺心理所接受，即滿足兩個(gè)重要條件：一是修補(bǔ)區(qū)域的邊界與已知區(qū)域之間的過(guò)渡要平滑，二是修補(bǔ)后整幅圖像能夠達(dá)到形態(tài)上的連通性[1],就好像沒有經(jīng)過(guò)修補(bǔ)一樣自然?！　　靶扪a(bǔ)”一詞最早出現(xiàn)在文藝復(fù)興時(shí)期，那時(shí)博物館的藝術(shù)修復(fù)工作者們希望對(duì)中世紀(jì)的一些藝術(shù)品進(jìn)行翻新，于是主要采取純手工修補(bǔ)的方式對(duì)其裂縫進(jìn)行填

3、補(bǔ)，從而達(dá)到藝術(shù)品修復(fù)的目的。然而，該方法操作繁瑣、效率低下，且稍有不慎就會(huì)對(duì)藝術(shù)品造成二次損壞。之后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，Bertalmio等人[2]　　在2000年的SIGGRAPH國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上首次開創(chuàng)性地提出了“數(shù)字圖像修補(bǔ)”這一名詞，并將計(jì)算機(jī)技術(shù)與圖像修補(bǔ)技術(shù)巧妙地結(jié)合在一起，試圖借助計(jì)算機(jī)尋找一種高效的圖像修補(bǔ)方式，從而實(shí)現(xiàn)圖像修補(bǔ)技術(shù)的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料短短十幾年間，數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)以其強(qiáng)大的生命力迅速蓬勃發(fā)展起來(lái)，成為了數(shù)字圖像處理領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)?！　?數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)的研究現(xiàn)狀　　目前

4、，對(duì)數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)的研究主要可以歸納為以下三大方面?！　?.1基于變分PDE的數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)　　基于變分PDE的數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)是早期的圖像修補(bǔ)方法，主要包括兩大類：一類是基于偏微分方程（PDE）的圖像修補(bǔ)方法，另一類是基于變分法的圖像修補(bǔ)方法。由于PDE和變分法可以通過(guò)變分原理相互等價(jià)推出，因此本文把這兩類方法統(tǒng)稱為變分PDE方法[3].　　Bertalmio等人[2]率先提出了基于三階PDE的BSCB模型，其基本思想是將待修補(bǔ)區(qū)域周圍的信息沿等照度線的方向光滑延伸到待修補(bǔ)區(qū)域內(nèi)，從而達(dá)到圖像修補(bǔ)的效果。另外，Chan等人[4,5]首次將TV模型和Mumford-S

5、hah模型應(yīng)用于圖像修補(bǔ)領(lǐng)域，并在此基礎(chǔ)上提出了TV修補(bǔ)模型和[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料Mumford-Shah修補(bǔ)模型。然而，這兩種方法存在一個(gè)共同的缺陷，即不滿足圖像修補(bǔ)的連通性原理，并且修補(bǔ)的圖像中存在拐角。后來(lái)，為了克服這一弊端他們又提出了CDD修補(bǔ)模型[6],該模型引入曲率對(duì)擴(kuò)散強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使大曲率處擴(kuò)散變強(qiáng)，小曲率處擴(kuò)散逐漸減弱甚至消失。之后，Chan等人[7]將彈性能量應(yīng)用到圖像修補(bǔ)中，建立了歐拉彈性修補(bǔ)模型，由于該模型重構(gòu)圖像的水平線為光滑曲線而非直線，因此可以較好地對(duì)圖像進(jìn)行曲線修復(fù)，具有良好的連續(xù)性。但是，由于歐拉彈

6、性修補(bǔ)模型是一個(gè)四階PDE模型，因此數(shù)值實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜，收斂速度較慢。隨后，Esedoglu等人[8]又將歐拉彈性修補(bǔ)模型引入到了Mumford-Shah修補(bǔ)模型中，建立了更加有效的Mumford-Shah-Euler模型。然而，基于變分PDE的圖像修補(bǔ)技術(shù)僅適合于對(duì)小尺度的受損圖像進(jìn)行修補(bǔ)，對(duì)于尺度較大的受損區(qū)域，尤其是在紋理比較豐富的情況下，修補(bǔ)區(qū)域與周圍的紋理區(qū)域之間將會(huì)產(chǎn)生明顯的對(duì)比，修補(bǔ)效果不夠自然。2006[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料年臺(tái)雪成等人[9]提出了一種基于TV-Stokes方程的圖像修補(bǔ)模型，由于在該模型中加入了零散度條件，

7、使得該算法能夠?qū)^大區(qū)域的圖像進(jìn)行修復(fù)，并且取得了較好的修復(fù)效果?！　?.2基于紋理合成的數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)　　為了解決基于變分PDE的方法在修補(bǔ)大范圍破損圖像時(shí)無(wú)法解決的圖像紋理填充問題，研究者們進(jìn)一步提出了基于紋理合成的數(shù)字圖像修補(bǔ)技術(shù)[10],該方法將紋理合成技術(shù)應(yīng)用于圖像修補(bǔ)領(lǐng)域，其核心思想是仿真并生成局部紋理進(jìn)行填充[11],取得了較好的修補(bǔ)效果?！　∫徊糠盅芯空呃没谙袼氐募y理合成方法對(duì)圖像進(jìn)行修補(bǔ)，其中Bornard提出的方法比較典型，能夠修補(bǔ)圖像的邊緣，且不易出現(xiàn)邊緣模糊或斷裂的情況，但由于對(duì)紋理的全局特征把握