專利名稱：一種大區(qū)域非均勻紋理合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖像處理領(lǐng)域，涉及一種圖像修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
圖像修復(fù)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及計(jì)算機(jī)視覺等眾多領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，小區(qū)域 圖像修復(fù)問題(如附加文字、劃痕去除等)已經(jīng)基本解決，當(dāng)前的研究熱點(diǎn)主要集中在大區(qū) 域圖像的修復(fù)研究?；赑ED的圖像修復(fù)方法具有容易產(chǎn)生模糊的缺點(diǎn)，由此產(chǎn)生的⑶D、 TV等算法在大區(qū)域圖像修復(fù)中遇到了很大困難，而基于紋理合成的圖像修復(fù)技術(shù)，則以其 相對理想的修復(fù)效果，成為當(dāng)前大區(qū)域圖像修復(fù)的主流。在大區(qū)域圖像修復(fù)的過程中，紋理傳播的方向和進(jìn)度決定了修復(fù)圖像的特征，并 直接影響到圖像的整體修復(fù)效果?，F(xiàn)有方法一般是按照等照度線的切線方向來確定紋理傳 播方向，而各點(diǎn)合成的進(jìn)度則主要由修復(fù)優(yōu)先權(quán)系數(shù)來決定。由于合成過程中缺乏有效的 索引，不能對紋理合成的傳播方向和進(jìn)度進(jìn)行有效的控制。因此，一旦發(fā)生誤匹配的現(xiàn)象， 很容易沿著錯誤的方向不斷傳播下去，從而產(chǎn)生錯誤的修復(fù)結(jié)果。實(shí)際紋理圖像由于光照、幾何畸變等因素的影響，經(jīng)常會表現(xiàn)出漸近變化等非均 勻的特征，由于現(xiàn)有方法在紋理合成的過程中，不能對紋理合成的傳播方向和進(jìn)度進(jìn)行有 效的控制，因此利用傳統(tǒng)紋理合成方法極易發(fā)生誤匹配，很難獲得理想的效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種大區(qū)域非均勻紋理合成方法。本發(fā)明根據(jù)實(shí) 際紋理圖像具有漸近變化的特點(diǎn)，擬從改進(jìn)修復(fù)優(yōu)先權(quán)指數(shù)入手，通過引入Kansa算法對 待修復(fù)區(qū)域的能量分布由內(nèi)到外進(jìn)行建模，進(jìn)而獲得方向性紋理修復(fù)指數(shù)，為紋理合成的 傳播方向和進(jìn)度提供索引，以保證實(shí)際大區(qū)域非均勻紋理的合成效果。本發(fā)明采用如下的 技術(shù)方案。一種大區(qū)域非均勻紋理合成方法，包括下列步驟(1)確定待修復(fù)區(qū)域Ω，提取待修復(fù)區(qū)域邊界3Ω，確定待修復(fù)區(qū)域Ω的中心點(diǎn)， 將圖像待修復(fù)區(qū)域中心點(diǎn)和邊界點(diǎn)處的能量值g分別設(shè)定為1和0，區(qū)域外點(diǎn)的能量值設(shè) 為-I ；(2)將圖像待修復(fù)區(qū)域Ω分成多個子區(qū)域Qi, i = 1,2, L Np，其中Np代表子區(qū) 域的個數(shù)，將子區(qū)域Ω i與其相鄰子區(qū)域Ω i+1的邊界定義為Fi=QiIQw;(3)在各個子區(qū)域邊界卩上取一個包含Ni個配點(diǎn)的集合
ΧΓι = Xi2,Λ χ；,Λ ,X^1 [且所有配點(diǎn)集合A = (^r1 ^r2,L AjJ應(yīng)包含待修復(fù)區(qū)域 Ω的中心點(diǎn)；選取一種徑向基函數(shù)，設(shè)Ir,中的每一個配點(diǎn)<對應(yīng)的徑向基函數(shù)值為 == 1,2, L Ni ；(4)對每個子區(qū)域Ω“1彡i彡Np)分別求解各個配點(diǎn)的能量值設(shè)^為第i個和第i_l個子區(qū)域的邊界Γ i = Ω J Ω w上第k個配點(diǎn)處的能量值，當(dāng)?shù)趉個配點(diǎn)不在待 修復(fù)區(qū)的邊界上時取疼，否則取0 ； /廣1為第i個和第i-Ι個子區(qū)域邊界上的第k配點(diǎn)的能 量值，當(dāng)?shù)趉個配點(diǎn)不在待修復(fù)區(qū)的邊界上時取減―1，否則取0 為第i個子區(qū)域與待修復(fù) 區(qū)的交邊界上的配點(diǎn)的能量值g ；(5)求解每個子區(qū)域ΩΑ1彡i彡Np)上各點(diǎn)處的能量值Ui 定義Ui為第i個子 區(qū)域Qi四周邊界上所有配點(diǎn)能量的加權(quán)和，其求解公式為
權(quán)利要求
1. 一種大區(qū)域非均勻紋理合成方法，包括下列步驟(1)確定待修復(fù)區(qū)域Ω，提取待修復(fù)區(qū)域邊界3Ω，確定待修復(fù)區(qū)域Ω的中心點(diǎn)，將圖像 待修復(fù)區(qū)域中心點(diǎn)和邊界點(diǎn)處的能量值g分別設(shè)定為1和0，區(qū)域外點(diǎn)的能量值設(shè)為-1 ；(2)將圖像待修復(fù)區(qū)域Ω分成多個子區(qū)域Qi,i = 1,2, L Np，其中Np代表子區(qū)域的 個數(shù)，將子區(qū)域Ω i與其相鄰子區(qū)域Ω i+1的邊界定義為^=QiI Ω +1 ；(3)在各個子區(qū)域邊界Γi上取一個包含Ni個配點(diǎn)的集合；^ χ!2,Λ χ^,Λ,Χ^}'且所有配點(diǎn)集合ZrZrjJ應(yīng)包含待修復(fù)區(qū)域Ω的中心點(diǎn)；選取一種徑向基函數(shù)，設(shè)&中的每一個配點(diǎn)χ丨對應(yīng)的徑向基函數(shù)值為戎㈨= ^||χ-4|)，1 = 1,2,L Ni5(4)對每個子區(qū)域Ω“1彡i彡Np)分別求解各個配點(diǎn)的能量值設(shè)^為第i個和第 i-Ι個子區(qū)域的邊界ri= Qi I Ω w上第k個配點(diǎn)處的能量值，當(dāng)?shù)趉個配點(diǎn)不在待修復(fù) 區(qū)的邊界上時取疼，否則取0 ； /廣1為第i個和第i-Ι個子區(qū)域邊界上的第k配點(diǎn)的能量值， 當(dāng)?shù)趉個配點(diǎn)不在待修復(fù)區(qū)的邊界上時取減―1，否則取0 -X為第i個子區(qū)域與待修復(fù)區(qū)的交 邊界上的配點(diǎn)的能量值g;(5)求解每個子區(qū)域QiG彡i彡Np)上各點(diǎn)處的能量值Ui定義Ui為第i個子區(qū)域 Ω 四周邊界上所有配點(diǎn)能量的加權(quán)和，其求解公式為NiWmU1=U^YjCiur+YjC^ur ‘k=\ k=\其中，A，C丨，A，Q和\ A，C丨-\ A，Q^>別是Ni和Np1個待定系數(shù)，各 變量之間滿足關(guān)系式^ duif-1 υυγ dirk+u、n^^m dU'k+lMlldu;、 M^M、k=i Sn1 k=1 Dn1 Sn1 k=1Sn1On1 Dn1法為在Γ i上取一個包含Mi個點(diǎn)的集合& =Iyjy25AyLAj^hMi SNi，將&中的Mi個點(diǎn)帶入關(guān)系式中，形成一個方程組，解此方程組可以獲得C丨和C〗-1,所得系數(shù)帶入公式即可 求得第i個子區(qū)域內(nèi)部各點(diǎn)的能量值；(6)根據(jù)所求得的每個子區(qū)域Qi上的能量值公式，建立待修復(fù)區(qū)域Ω的能量分布模 型，設(shè)P為待修復(fù)區(qū)域內(nèi)一點(diǎn)，其能量值為V(p)；(7)根據(jù)能量分布V(p)確定方向性優(yōu)先權(quán)系數(shù)S(p)= l-V(p)；(8)將方向性優(yōu)先權(quán)系數(shù)S(p)與信息量及結(jié)構(gòu)性系數(shù)P(ρ)通過權(quán)重系數(shù)相結(jié)合，定義 新的優(yōu)先權(quán)系數(shù)Τ(ρ)；(9)根據(jù)新定義的優(yōu)先權(quán)系數(shù)T(ρ)確定圖像待修復(fù)區(qū)邊界上的各像素點(diǎn)的填充順序， 依次對各個以對應(yīng)像素點(diǎn)為中心的待修補(bǔ)塊進(jìn)行紋理合成和修復(fù)，直至完成為止，得到最 終紋理合成圖像。
全文摘要
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖像處理領(lǐng)域，涉及一種大區(qū)域非均勻紋理合成方法，包括確定待修復(fù)區(qū)域，提取待修復(fù)區(qū)域邊界，確定待修復(fù)區(qū)域的中心點(diǎn)，設(shè)定圖像待修復(fù)區(qū)域中心點(diǎn)和邊界點(diǎn)處的能量值；將圖像待修復(fù)區(qū)域分成多個子區(qū)域；在各個子區(qū)域邊界上取一個包含多配點(diǎn)的集合，且所有配點(diǎn)集合應(yīng)包含待修復(fù)區(qū)域的中心點(diǎn)；選取一種徑向基函數(shù)；對每個子區(qū)域分別求解各個配點(diǎn)的能量值；求解每個子區(qū)域上各點(diǎn)處的能量值；建立待修復(fù)區(qū)域的能量分布模型；確定方向性優(yōu)先權(quán)系數(shù)，并結(jié)合信息量及結(jié)構(gòu)性系數(shù)，定義新的優(yōu)先權(quán)系數(shù)；紋理合成和修復(fù)。本發(fā)明能夠減小誤匹配，滿足實(shí)際非均勻紋理圖像大區(qū)域紋理合成的要求。
文檔編號G06T5/00GK102063705SQ20101057064
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者何凱, 孟春芝, 焦青蘭, 王偉 申請人:天津大學(xué)