數(shù)字圖像修復技術(shù)的研究及其應用.pdf

1、當今社會信息化程度不斷加深，越來越多的先進信息技術(shù)順應時代產(chǎn)生，其中，數(shù)字圖像修復技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于各個領(lǐng)域，并逐漸地應用到人們的日常生活。日益增長的人類需求和科學學科間的交融發(fā)展，促使數(shù)字圖像修復技術(shù)被普遍應用，技術(shù)日漸發(fā)展成熟。因而，數(shù)字圖像修復技術(shù)在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中是當前最熱門的一個課題。日常生活中，數(shù)字圖像修復技術(shù)的應用比較廣泛，而且已經(jīng)從早期僅修復舊照片的應用，擴展到文物保護、生物醫(yī)學、航天航空等多方面應用。目前，數(shù)字圖像

2、修復技術(shù)原理和算法有很多種，大致可分為兩類:一類是基于結(jié)構(gòu)的圖像修復算法，有三種經(jīng)典的修復模型（BSCB、整體變分TV、曲率驅(qū)動CDD模型）;一類是基于紋理的圖像修復算法，主要集中在以塊為單位的基于樣本塊的圖像修復算法。本文的研究內(nèi)容分別涉及上述兩類方法。
　　首先，本文介紹了基于結(jié)構(gòu)的圖像修復算法，此類方法主要以基于偏微分方程(PDE)修復方法為主。算法是將圖像修復過程轉(zhuǎn)換成為解偏微分方程的過程，通過求解極值和數(shù)值最優(yōu)等數(shù)學手段

3、求解方程組，計算出修復結(jié)果。基于PDE的修復方法主要有三種基本模型BSCB模型、整體變分TV模型、曲率驅(qū)動CDD模型。本文分別介紹了三種模型的修復原理，進行實圖仿真與對比分析，總結(jié)了三種模型的異同點和優(yōu)缺點。
　　其次，介紹了基于紋理的圖像修復算法，深入研究基于樣本塊的圖像修復算法，重點研究其代表修復算法Criminisi算法。本文深入學習Criminisi算法的修復原理，了解算法修復過程中的基本知識，總結(jié)了該算法的在修復結(jié)果上的

4、優(yōu)勢:基于樣本塊的圖像修復算法能夠在修復圖像的紋理信息的同時，也修復圖像的結(jié)構(gòu)信息，尤其對具有繁雜的紋理和結(jié)構(gòu)的圖像具有很好的修復效果。然而，經(jīng)過深入的分析，發(fā)現(xiàn)算法存在不足和缺陷，進而在原算法優(yōu)先權(quán)的計算基礎(chǔ)上，增加了圖像新的幾何項，同時，在搜索最佳匹配塊策略中增加了限制項。接下來，本文對改進的算法和原始算法進行多組實驗，證明了改進后的算法在圖像質(zhì)量方面優(yōu)于原始算法。盡管改進后的算法得到了很好的修復效果，但是當破損圖像具有強邊緣信息的

5、時候，修復的過程中就會持續(xù)該點的修復，繼而出現(xiàn)冗余的信息，從而達不到理想的修復效果。所以，本文進行第二次改進，主要改進了優(yōu)先權(quán)的計算方式，在原來的基礎(chǔ)上，增加新的計算量，避免強邊緣持續(xù)修復的現(xiàn)象。本文同樣對兩次改進的算法進行多組實驗，實驗證明，二次改進的算法在圖像視覺效果和PSNR值上比一次改進的算法有優(yōu)勢。
　　最后，本文重點研究了圖像修復算法技術(shù)的應用，數(shù)字圖像修復算法（TV修復模型）能夠隱含視頻傳輸中的錯誤;數(shù)字圖像修復技術(shù)