[发明专利]一种基于旋转及尺度空间拓展的图像修复方法

权利要求书

1.一种基于旋转及尺度空间拓展的图像修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将破损图像分割为目标区域和信息区域；

2)然后把破损图像下采样为5级高斯金字塔模型；

3)对每一级金字塔图像采用指定次数的迭代；

4)对每个迭代进行最优匹配块搜索和信息填充，得到修复的图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于旋转及尺度空间拓展的图像修复方法，其特征在于，步骤3)中所述的每一级金字塔图像采用指定次数的迭代是，第5级进行15次迭代，以后每级迭代次数递减3次。

3.根据权利要求1所述的一种基于旋转及尺度空间拓展的图像修复方法，其特征在于，步骤4)中所述的最优匹配块搜索包括随机分配参数、LM优化传播和LM优化随机搜索，所述的随机分配参数是对所有目标块随机分配一个匹配块，包含横纵坐标和尺度或旋转参数；所述的LM优化传播和LM优化随机搜索，是在随机分配参数基础上进行100次迭代搜索最优匹配块的过程。

4.根据权利要求3所述的一种基于旋转及尺度空间拓展的图像修复方法，其特征在于，所述LM优化传播过程包括：

(1)奇数次迭代的时候传播过程首先考虑当前目标块上方和左方一个像素位置的块的匹配块，将所述的匹配块的下方和右方的块作为当前目标块的待更新匹配块；偶数次迭代时则选择目标块下方和右方一个像素位置的块匹配块，将所述的匹配块的上方和左方的块作为当前目标块的待更新匹配块；

(2)对每个待更新匹配块进行LM优化；

(3)利用步骤(2)得到的最优的尺度或旋转参数更新最优匹配块。

5.根据权利要求4所述的一种基于旋转及尺度空间拓展的图像修复方法，其特征在于，(2)中所述的LM优化包括：

(a)设为当前待更新匹配块旋转θ角度后对目标块t_n的估计，给定初始角度θ₀和目标块t_n，误差函数定义为：

ϵ(θ)=tn-t^=tn-f(θ)---(6)]]>

(b)利用LM迭代算法寻找使得平方误差(ε(θ))^Tε(θ)达到最小时的最优旋转角度θ，每次迭代都寻找新的δ_θ，使δ_θ满足:

(J^TJ+uI)δ_θ＝J^T(t_n-f(θ))＝J^Tε  (7)

其中，J是雅克比矩阵μ>0，I为单位矩阵；

(c)若由公式(7)获得的δ_θ满足关系：

(ε(θ+δ_θ))^Tε(θ+δ_θ)<(ε(θ))^Tε(θ)    (8)

则更新θ＝θ+δ_θ，同时减小μ为否则增加μ为2μ并重新求解公式(7)，直到求得的δ_θ满足公式(8)，更新θ＝θ+δ_θ；

循环进行第(b)和(c)步,直到收敛到局部最优旋转参数。