一種對(duì)破損圖像進(jìn)行修復(fù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)破損圖像進(jìn)行修復(fù)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像修復(fù)是指對(duì)受到損壞的圖像進(jìn)行修復(fù)重建或者去除圖像中的多余物體。目 前，圖像修復(fù)方法包括以下幾種：偏微分方程方法：這種方法用戶(hù)需指定需要修復(fù)的區(qū)域， 算法將待修補(bǔ)的區(qū)域邊界的等值線(xiàn)外部的信息沿輪廓法向擴(kuò)散到中間待修補(bǔ)的象素上。該 算法利用局部顏色的光滑度沿著等值線(xiàn)擴(kuò)散，考慮了各向異性的擴(kuò)散，以保證邊緣處的邊 界連續(xù)，但該方法計(jì)算不穩(wěn)定。整體變分方法和基于曲率的擴(kuò)散模型：其是采用了歐拉一拉 格朗日方程和各向異性的擴(kuò)散，基于曲率的擴(kuò)散模型（⑶D，Curvature-DrivenDiffusion) 方法是整體變分方的一種擴(kuò)展，在擴(kuò)散過(guò)程中考慮了輪廓的幾何信息（曲率），可以處理較 大的區(qū)域，但邊界處往往很模糊。高斯卷積核對(duì)圖像進(jìn)行濾波的方法：利用了高斯卷積核對(duì) 圖像進(jìn)行濾波，能快速地修復(fù)破損區(qū)域，但該算法僅考慮了破損區(qū)域邊緣一周的圖像顏色 值，使得其僅適用于破損區(qū)域?yàn)?-3個(gè)象素寬度的情形。紋理合成的方法：能較好地去除圖 像中的大塊污斑，但由于算法運(yùn)行時(shí)間不是與掩模區(qū)域成正比，而是與圖像大小成正比，因 此修復(fù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)破損圖像進(jìn)行修復(fù)的方法和系統(tǒng)，具有 很好地修復(fù)效果。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種對(duì)破損圖像進(jìn)行修復(fù)的方法，包 括以下步驟：
[0005] 步驟1，輸入一幅破損圖像；
[0006] 步驟2,采用高斯濾波方法去除所述破損圖像中的背景噪聲；
[0007] 步驟3,采用閾值分割法對(duì)經(jīng)過(guò)增強(qiáng)處理的圖像進(jìn)行二值化處理；
[0008] 步驟4,采用邊緣檢測(cè)法獲取所述破損圖像的輪廓，并在未破損區(qū)域?qū)ふ遗c所述破 損區(qū)域大小和形狀均相同的區(qū)域作為待匹配區(qū)域；
[0009] 步驟5,將待匹配區(qū)域的像素值復(fù)制到所述破損區(qū)域當(dāng)中；
[0010] 步驟6,分別利用高帽變換和低帽變換對(duì)修復(fù)后的圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，并利用雙邊 濾波方法對(duì)增強(qiáng)處理后的圖像進(jìn)行平滑處理，完成修復(fù)。
[0011] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：
[0012] 進(jìn)一步，所述步驟4具體為：
[0013] 步驟4. 1，獲取所述破損圖像的輪廓，并在所述輪廓上選取一個(gè)像素點(diǎn)，并以該像 素點(diǎn)為中心點(diǎn)建立修復(fù)窗口；
[0014] 步驟4. 2,以所述修復(fù)窗口在整幅圖像中搜索匹配塊，并計(jì)算每一個(gè)匹配塊與所述 修復(fù)窗口的相似度值，并將相似度最大的匹配塊作為目標(biāo)匹配塊；
[0015] 步驟4. 3,將所述目標(biāo)匹配塊的像素值復(fù)制至所述修復(fù)窗口中。
[0016] 進(jìn)一步，所述步驟6中雙邊濾波方法具體按照以下方法實(shí)施：
[0018] 其中，Bx為雙邊濾波結(jié)果，Ω是以當(dāng)前像素 X為中心的鄰域窗口，c(C，x)和 S(IuIx)是兩個(gè)高斯函數(shù)，分別代表像素點(diǎn)X與其鄰域點(diǎn)ξ的空間相似度權(quán)值、灰度相似 度權(quán)值；Ιξ表示點(diǎn)ξ的強(qiáng)度值；
[0019] k(x)為歸一化的函數(shù)：
[0021] 進(jìn)一步，所述步驟6中高帽變換具體按照以下方法計(jì)算：
[0022] TH = 1-(1 · S)；
[0023] 低帽變換具體按照以下方法計(jì)算：
[0024] BH = (I · S)-I ；
[0025] 其中，Ienhancenient是輸出結(jié)果，I是原圖，TH是經(jīng)過(guò)高帽變換的圖像，BH是經(jīng)過(guò)低帽 變換的結(jié)果。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：采用邊緣檢測(cè)法對(duì)輪廓進(jìn)行檢測(cè)，然后進(jìn)行匹配，完成修 復(fù)，在修復(fù)之后采用高低帽變換對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，能夠取得更好的修復(fù)效果。
[0027] -種對(duì)破損圖像進(jìn)行修復(fù)的系統(tǒng)，包括：
[0028] 輸入模塊，用于輸入一幅破損圖像；
[0029] 去噪模塊，用于采用高斯濾波方法去除所述破損圖像中的背景噪聲；
[0030] 二值化模塊，用于采用閾值分割法對(duì)經(jīng)過(guò)增強(qiáng)處理的圖像進(jìn)行二值化處理；
[0031] 匹配模塊，用于采用邊緣檢測(cè)法獲取所述破損圖像的輪廓，并在未破損區(qū)域?qū)ふ?與所述破損區(qū)域大小和形狀均相同的區(qū)域作為待匹配區(qū)域；
[0032] 復(fù)制模塊，用于將待匹配區(qū)域的像素值復(fù)制到所述破損區(qū)域當(dāng)中；
[0033] 增強(qiáng)與平滑處理模塊，用于分別利用高帽變換和低帽變換對(duì)修復(fù)后的圖像進(jìn)行增 強(qiáng)處理，并利用雙邊濾波方法對(duì)增強(qiáng)處理后的圖像進(jìn)行平滑處理，完成修復(fù)。
[0034] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：
[0035] 進(jìn)一步，所述匹配模塊具體按照以下方法匹配：
[0036] 步驟4. 1，獲取所述破損圖像的輪廓，并在所述輪廓上選取一個(gè)像素點(diǎn)，并以該像 素點(diǎn)為中心點(diǎn)建立修復(fù)窗口；
[0037] 步驟4. 2,以所述修復(fù)窗口在整幅圖像中搜索匹配塊，并計(jì)算每一個(gè)匹配塊與所述 修復(fù)窗口的相似度值，并將相似度最大的匹配塊作為目標(biāo)匹配塊；
[0038] 步驟4. 3,將所述目標(biāo)匹配塊的像素值復(fù)制至所述修復(fù)窗口中。
[0039] 進(jìn)一步，所述增強(qiáng)與處理模塊中雙邊濾波方法具體按照以下方法實(shí)施：
[0041] 其中，Bx為雙邊濾波結(jié)果，Ω是以當(dāng)前像素 X為中心的鄰域窗口，c(C，x)和 S(IuIx)是兩個(gè)高斯函數(shù)，分別代表像素點(diǎn)X與其鄰域點(diǎn)ξ的空間相似度權(quán)值、灰度相似 度權(quán)值；Ιξ表示點(diǎn)ξ的強(qiáng)度值；
[0042] k(x)為歸一化的函數(shù)：
[0044] 進(jìn)一步，所述增強(qiáng)與處理模塊中高帽變換具體按照以下方法計(jì)算：
[0045] TH = 1-(1 · S)；
[0046] 低帽變換具體按照以下方法計(jì)算：
[0047] BH = (I · S)-I ；
[0048] 其中，Ienhancenient是輸出結(jié)果，I是原圖，TH是經(jīng)過(guò)高帽變換的圖像，BH是經(jīng)過(guò)低帽 變換的結(jié)果。
[0049] 本發(fā)明的有益效果是：采用邊緣檢測(cè)法對(duì)輪廓進(jìn)行檢測(cè)，然后進(jìn)行匹配，完成修 復(fù)，在修復(fù)之后采用高低帽變換對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，能夠取得更好的修復(fù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0050] 圖1為本發(fā)明一種對(duì)破損圖像進(jìn)行修復(fù)的方法的流程示意圖；
[0051] 圖2為本發(fā)明一種對(duì)破損圖像進(jìn)行修復(fù)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0053] 如圖1所示，一種對(duì)破損圖像進(jìn)行修復(fù)的方法，包括以下步驟：
[0054] 步驟1，輸入一幅破損圖像；
[0055] 步驟2,采用高斯濾波方法去除所述破損圖像中的背景噪聲；
[0056] 步驟3,采用閾值分割法對(duì)經(jīng)過(guò)增強(qiáng)處理的圖像進(jìn)行二值化處理；
[0057] 步驟4,采用邊緣檢測(cè)法獲取所述破損圖像的輪廓，并在未破損區(qū)域?qū)ふ遗c所述破 損區(qū)域大小和形狀均相同的區(qū)域作為待匹配區(qū)域；
[0058] 所述步驟4具體為：
[0059] 步驟4. 1，獲取所述破損圖像的輪廓，并在所述輪廓上選取一個(gè)像素點(diǎn)，并以該像 素點(diǎn)為中心點(diǎn)建立修復(fù)窗口；
[0060] 步驟4. 2,以所述修復(fù)窗口在整幅圖像中搜索匹配塊，并計(jì)算每一個(gè)匹配塊與所述 修復(fù)窗口的相似度值，并將相似度最大的匹配塊作為目標(biāo)匹配塊；
[0061] 步驟4. 3,將所述目標(biāo)匹配塊的像素值復(fù)制至所述修復(fù)窗口中。
[0062] 步驟5,將待匹配區(qū)域的像素值復(fù)制到所述破損區(qū)域當(dāng)中；
[0063] 步驟6,分別利用高帽變換和低帽變換對(duì)修復(fù)后的圖像進(jìn)行增強(qiáng)處