数字图像和视频修复

论文摘要

数字图像和视频修复技术,是指利用待修补区域的邻域信息或动态图像前后帧的信息来估算待修补区域缺损信息的过程,使其达到未受损前的视觉效果。数字图像和视频修复技术应用范围很广。如在一个场景里需要隐藏其中的某个目标,移走图像中的特定物体,去除图像、照片或视频中的文字,恢复电影或胶片受损产生的闪烁、马赛克、斑点或划痕等,以及去除拍摄时因为镜头的折痕和污渍造成的画面的损伤等。近年来图像和视频问题日益引起关注,相关研究也越来越深入。本文主要针对图像中尺度较大的破损和视频中出现的破损和马赛克的修复进行研究。对于图像的修复,本文采用了基于偏微分方程的图像修复算法对破损尺度较小（指划痕类破损）的纹理丰富图像进行修复,并获得较好的效果；采用基于纹理的图像修复算法修复破损尺度较大的图像,即具有较大的破损区域的图像进行了修复。本文对CIEI（Cross Isophotes Exemplar-based Inpainting）算法进行了改进,使其对恢复难度较大的纹理丰富图像的修复具有更好的适用性。测试实验结果表明,获得了良好的恢复效果。对于视频的修复,本文主要针对视频中的划痕和马赛克破损的自动检测与修复问题进行了研究。根据划痕与周围景物的亮度特征差异自动检测破损位置,根据视频中出现马赛克的块状特征,自动检测出其破损位置,利用前后帧的信息与图像修复相融合的算法进行修复。实验结果表明,取得了良好的恢复效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国外的研究现状及应用
• 1.3 论文的主要研究工作与创新
• 1.4 论文的组织结构
• 2 基于偏微分方程的图像修复算法
• 2.1 BSCB图像修复算法
• 2.2 基于TV模型的图像修复算法
• 2.3 实验结果与分析
• 3 基于纹理的图像修复算法
• 3.1 纹理
• 3.1.1 纹理的概念
• 3.1.2 纹理的分类
• 3.2 传统的基于纹理的图像修复算法
• 3.2.1 基于MRF模型的图像修复算法
• 3.2.2 AIEI与CIEI算法
• 3.3 基于纹理的图像修复的改进算法
• 3.3.1 优先权计算方法的改进
• 3.3.2 寻找最佳匹配块方法的改进
• 3.4 实验结果与分析
• 4 数字视频修复算法
• 4.1 视频损伤概述
• 4.2 划痕检测修复算法
• 4.2.1 视频中划痕的检测与修复
• 4.2.2 实验结果与分析
• 4.3 马赛克检测修复算法
• 4.3.1 马赛克的产生原因
• 4.3.2 传统的马赛克检测算法
• 4.3.3 本文的马赛克检测算法与其在块效应中的应用
• 4.3.4 视频中马赛克的修复
• 4.4 实验结果与分析
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献