[发明专利]视频序列中划痕的修复方法

权利要求书

1.一种视频序列中划痕的修复方法，其特征在于包括如下步骤：

（1），读入视频序列和每一帧划痕检测掩模； 

（2），选择视频画面中存在的划痕方向，计算修复点的梯度分量，向修复点传递梯度分量和邻域像素点的信息，若存在的是垂直划痕，则转步骤（2-1），若存在的是水平划痕，则转步骤（2-2）； 

（2-1），视频画面上存在的是垂直划痕，沿水平方向修复划痕, 计算修复点的水平方向上的梯度分量，向修复点传递水平梯度分量和水平方向邻域像素点的信息； 

（2-2），视频画面上存在的是水平划痕，沿垂直方向修复划痕, 计算修复点的垂直方向上的梯度分量，向修复点传递垂直梯度分量和垂直方向邻域的像素点的信息； 

（3），对整体变分TV半点格式求解梯度进行改变，其梯度从按垂直和水平方向分解变为按正方形对角线方向进行分解，计算修复点的斜向方向上的四个梯度分量，沿斜向修复划痕，向划痕传递斜向梯度分量和斜向邻域像素点的信息；

（4），对步骤（2-1）或（2-2）设置一个权值为 ，对步骤（3）设置一个权值为，通过各自的权值令步骤(2)和步骤(3)结合起来,对视频画面中的划痕进行修复；

（5），分别以设定的阈值或设定修复迭代次数控制迭代修复是否结束；

（6），输出保存修复后的视频序列。

2.根据权利要求1所述的视频序列中划痕的修复方法，其特征在于，上述步骤(2)中步骤(2-1)所述的视频画面上存在的是垂直划痕，沿水平方向修复划痕, 计算修复点的水平方向上的梯度分量，向修复点传递水平梯度分量和水平方向邻域像素点的信息，其具体过程如下：

采用整体变分TV图像修复模型能量代价函数为： 

                           (1)

其中，D为图像的修复区域，E是其邻域，u为像素点，式（1）取得最小化整体变分TV图像修复模型的约束条件为：

                                (2)

采用半点格式求解梯度，梯度按水平和垂直方向进行分解，

记                                                  ，                         (3) 

其中，分别代表在修复区域水平方向和垂直方向的分量；

针对垂直划痕的修复不予以考虑垂直方向的信息，只沿水平方向传递有用信息，则式（3）的散度近似为：

                                   (4)

这里R，L分别代表修复点的左右两侧，h为步长，x代表水平方向，式（4）中的 和的计算如下： 

               (5)

              (6)    

其中，n代表当前修复的次数，n-1是当前修复的前一次修复次数，式(5)和(6)中的i、j是像素点的横纵坐标，为垂直划痕的修复像素点，为垂直划痕的修复像素点的左邻域像素点，为垂直划痕的修复像素点的右邻域像素点，

针对垂直划痕，对整体变分TV半点格式求解梯度进行改进，省略垂直划痕修复点的八邻域中正上方和正下方两个相关性弱的像素点，利用修复点邻域的六点，计算垂直划痕修复区域像素点的右侧和左侧R、L的梯度分量分别、为：

      (7)

      (8)

其中，为垂直划痕的修复像素点的左上邻域像素点，为垂直划痕的修复像素点的左下邻域像素点， 为垂直划痕的修复像素点的右上邻域像素点，为垂直划痕的修复像素点的右下邻域像素点，h为步长，设定为1， 设定为0.0001， 

令   ,                          (9)

将式(3)～(9)代入式(2)，整理后得：

             (10)

式（10）用来实现沿水平方向向垂直划痕的修复点传递信息，其中，式(10)中的为垂直划痕的一次迭代修复后像素点，i、j是垂直划痕的修复像素点的横纵坐标。