[发明专利]基于波原子变换和非参数模型的电影自动修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种图像和视频处理技术领域的系统，具体是一种基于波原子变换和非参数模型的电影自动修复方法。

背景技术

电影艺术是人类文化的重要体现和人类文明的宝贵财富。我们有义务尽力去保护并传承优秀的电影作品。电影的数字化就是其中最主要的保护方式。传统电影以胶片的形式保存，对保存环境的要求较苛刻。随着环境的温度和湿度变化，胶片上的化学涂层会出现氧化现象，导致亮度和色彩失真，严重的还会出现霉斑。此外，胶片电影会随着播放次数的增长出现划痕，色彩退化的现象。相比传统的电影胶片，数字化的电影作品，具有便于携带，便于网络传播，存储方式对环境变化不明感，可大量反复播放等优点，极大地延长了电影的寿命。但是对于年代久远的电影作品，其胶片上已经出现了上述退化现象。所以在数字化之后，还要对其进行进一步修复，去除其中的噪声、划痕以及斑块。

经过对现有技术的文献检索发现，现有的方法是对噪声、划痕以及斑块分别进行处理。相互之间并没有建立应有的联系。例如A. Buades等人在《International Journal of Computer Vision》（计算机视觉国际期刊）第76卷第2期的第123页至第139页发表的“Nonlocal image and movie denoising”就只对电影中的噪声进行了其中分析和去除，并没有涉及到划痕和斑块的修复。另一方面，在对划痕和斑块的修复上，现有的方法都依据采用先检查在修复的策略。例如M. J. Nadenau等人在《Proceedings of the 5th International Workshop onTime-Varying Image Processing and Moving Object Recognition》（第五届国际时变信号处理和运动目标识别研讨会论文集）第27页至第35页发表的“Blotch and scratch detection in image sequences based on rank ordered differences”就是这种策略的代表。事实证明，对于划痕和斑块的检测现有技术并不能达到很好的准确率，从而造成修复的结果不尽人意。要达到良好的检测效果，必须人工设定适合的参数，导致系统的自动化程度低，效率低。不仅如此，对于采用非参数模型进行信号估计的电影修复方法，其运算复杂度为O（Nr²）。r 为修补使用的块的大小，N为被检测为划痕和斑块的所以像素点的个数。如果能采用新的方法去除划痕，那么N的大小将明显减少，有利于提高系统效率。L. Demanet在他的博士毕业论文“Curvelets, wave atoms, and wave equations”（曲小波、波原子以及波动方程）中提出了一种同时具有良好的方向描述和尺度描述的新的变换方法，即波原子变换。该方法克服了传统小波对于高维信号方向性描述能力弱的问题，结合FFT（快速傅里叶变换）和多尺度分析技术实现了信号频谱的多尺度多方向划分。对于震荡信号，波原子变换可以得到更稀疏的系数，对于具有明显方向性的信号，波原子变换得到的系数将集中在可预测的系数域中。这促使我们去设计一种新的电影修复系统，以在提高系统的自动化程度并改进修复的效果。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于波原子变换和非参数模型的电影自动修复方法，可用于自动修复电影中的噪声，划痕和斑块问题。

本发明根据电影中划痕方向集中在垂直方向上的特性，使用波原子变换可以有效地描述划痕的特性，将检测和修复过程结合起来，取得了在修复的效果和实时性上取得了良好的结果。另外，通过对系数增加新的约束，该方法对于噪声的抑制也具有效果，可以将电影去噪和划痕修复有机结合。由于抑制了噪声，使得斑块的检测准确率得以提高。更重要的是由于划痕在之前的处理中得到修复，使用非参数模型只需修复斑块部分，使得系统的修复时间节约了70%。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

 

第五步、采用非参数模型对检测出的斑块位置进行填补。