[发明专利]基于多窗口融合的数字图像修复方法

说明书

本发明涉及一种基于多窗口融合的数字图像修复算法，包括：对于待修复图像I，设定不同尺寸下的修复窗口ω_n；)在修复窗口ω_n下，采用Criminisi修复算法完成待修复图像I的修复，修复后的图像记为I_n；计算更新后的待修复图像U_I，计算修复方差图V_I；计算目标像素点p_u的优先权，并将Criminisi修复算法中目标像素点的优先权计算方式改为P_u(p_u)的计算方式，然后依据Criminisi修复原理对U_I进行修复，得到最终的修复结果I_P。

技术领域

本发明属于计算机图像复原领域，涉及一种基于多窗口融合的数字图像修复算法，可用于文物保护、影视特效制作等。

背景技术

数字图像修复技术是对待修复图像中信息缺失区域进行信息填充的过程，其目的是为了实现破损图像的复原，同时使得观察者无法察觉到图像被修复的痕迹。数字图像修复技术现已应用于众多领域，在摄影和电影业中用以修复电影、还原变质恶化的胶片，同时其还可用于消除红眼、照片上的日期、数字水印等等。

现阶段的数字图像修复技术主要分为两大类，一类是基于偏微分方程的数字图像修复算法，另一类是基于纹理合成的数字图像修复算法。相较于基于偏微分方程的修复算法，基于纹理合成的数字图像修复算法具有许多显著的优点，其兼顾了图像的纹理与结构易于大区域破损图像修复的实现。Criminisi算法是目前最常用的基于纹理合成的数字图像修复算法，但该算法存在一定的缺陷，其需要通过指定修复窗口的尺寸进行纹理的填充与合成，当修复窗口发生变化时，易造成修复结果出现较大的偏差。因此采用单一修复窗口进行修复的Criminisi算法需要合理的选择修复窗口的尺寸。

发明内容

本发明针对Criminisi算法存在的问题提出一种基于多窗口融合的数字图像修复算法，通过对不同尺寸修复窗口下的修复结果进行融合，更新待修复破算图像的纹理与结构信息，继而完成多窗口融合下的数字图像修复。本发明的技术方案如下：

一种基于多窗口融合的数字图像修复算法，包括下列步骤：

(1)对于待修复图像I，设定不同尺寸下的修复窗口ω_n，其中n为修复窗口的序号且n∈{1,...,N}，N为窗口的个数；

(2)在修复窗口ω_n下，采用Criminisi修复算法完成待修复图像I的修复，修复后的图像记为I_n；

(3)根据公式计算更新后的待修复图像U_I，其中d为比较次序，f为比较函数，同时根据公式计算修复方差图V_I；

(4)根据公式P_u(p_u)＝C_u(p_u)·D_u(p_u)·E_u(p_u)计算目标像素点p_u的优先权P_u(p_u)，其中C_u(p_u)为目标像素点p_u的置信度项，D_u(p_u)为目标像素点p_u的数据项，ε为常数，并将Criminisi修复算法中目标像素点的优先权计算方式改为P_u(p_u)的计算方式，然后依据Criminisi修复原理对U_I进行修复，得到最终的修复结果I_P。