电影胶片斑块损伤修复技术的研究

论文摘要

由于长期存放和多次播放,电影胶片存在着灰尘、污垢、霉斑、掉色、图像抖动、划伤、闪烁、噪声、变色、模糊等各种问题。本文首先详细描述了老电影胶片中存在的各种损伤,并介绍了这些损伤的产生原因及其在视频序列中的表现特征。对于其中的斑块损伤,本文进行了重点研究。通过分析传统的斑块检测算法,可以发现视频中由于噪声的影响,在确定斑块位置、细化斑块边缘以及去伪取真方面是一个较大的难点。本文提出了一种基于改进SROD的斑块检测算法。算法中首先对传统的SROD算法进行改进,有效降低了算法对阈值设置的敏感程度,从而提高了抗噪性能,并得到初步的检测结果。进而提出EM估计算法框架对初步检测结果进行后处理,即先后对候选斑块进行灰度分级和面积分级,以进一步消除噪声影响,确定斑块位置以及边缘信息。传统的斑块修复方法通常仅仅利用时域上或空域上的相关信息进行数据重建,或者一些算法虽然考虑了时域和空域的结合,但计算复杂度较高。本文提出了基于空时结合图像修复技术的斑块修复算法。现有的图像修复算法都是二维的,我们在模型中加入了时间域的信息,充分利用了视频序列中空域和时域的信息。在此基础上,我们提出了空域双向叠加修复和时域多候选区叠加修复的方法,取得了较好的斑块修复效果。本文采用实际电影胶片胶转磁后的视频序列和人为加入了斑块的高清数字电影序列作为实验素材,分别对传统算法和提出的算法进行实验和仿真。通过实验结果的对比可以发现,本文所提出的算法可以有效的对斑块进行检测和修复,而且模型复杂度较低,具有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 损伤分类介绍
• 1.2.2 电影视频数字修复步骤概述
• 1.3 本文主要工作和内容安排
• 2 斑块的检测与修复
• 2.1 斑块检测修复系统概述
• 2.2 传统的斑块检测算法介绍
• 2.2.1 SDIa 检测器
• 2.2.2 ROD 检测器
• 2.2.3 MRF 检测器
• 2.2.4 AR 检测器
• 2.3 传统的斑块修复算法介绍
• 2.3.1 多级中值滤波器插值算法
• 2.3.2 MRF 插值算法
• 2.3.3 空间插值算法
• 2.3.4 3D AR 插值算法
• 2.3.5 控制粘贴算法
• 2.3.6 基于图像修复技术的插值算法
• 2.4 本章小结
• 3 基于改进SROD 的斑块检测算法
• 3.1 运动估计及运动矢量修正
• 3.1.1 运动估计方法
• 3.1.2 运动矢量修正
• 3.2 传统的SROD 算法及其后处理
• 3.3 基于改进SROD 的斑块检测算法
• 3.3.1 改进的SROD 检测（ISROD）
• 3.3.2 EM 估计后处理步骤
• 3.4 实验与结果
• 3.5 本章小结
• 4 基于空时结合图像修复技术的斑块修复算法
• 4.1 图像修复技术
• 4.2 基于空时结合图像修复技术的斑块修复算法
• 4.2.1 空域双向叠加修复
• 4.2.2 时域多候选区域叠加修复
• 4.3 实验与结果
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 上海交通大学硕士学位论文答辩决议书