基于曲率驱动的图像修补方法
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5.5 基于散度算子表达的修复模型同变分去噪模型类似,采用变分的形式来设计修复模型,虽然可以获得对去噪过程的全局解释,但是却丢失了一定的模型设计灵活性,难以设计出高效的修复模型。
对于该问题的一种解决方法就是采用更加局部化的表达,即散度算子表达和迹算子表达。
本节讨论其中直接基于散度算子表达的修复模型,在该表达下修复过程被理解为化学浓度的扩散过程。
在本节中我们首先讨论了CDD 修复模型,基于对CDD 模型修复速度和保持“连接性准则”的分析,我们提出了一种快速的曲率驱动扩散模型(FCDD 模型),它们都属于非线性的各向同性扩散模型。
最后,在变分PDE 模型分层次分析框架的支撑下并借鉴相关增强扩散去噪模型[35]的思想,我们又提出了一种高效的同时又满足“连接性准则”的非线性各向异性扩散修复模型。
5.5.1曲率驱动(CDD )修复模型TV 修复模型可保持尖锐的修复边缘并且数值实现简单,但是该模型和其他的基于分割的修复模型(如Mumford-shah 模型[6])一样都有一个共同的缺点——不能满足人类视觉“连接性准则”,即当修复尺度大于待特征尺度时不能完成修复。
针对这个问题,Chan 和Shen 提出了基于曲率驱动扩散(curvature driven diffusion ,CDD )修复模型[40]。
CDD 修复模型是在对TV 模型局部扩散行为分析的基础上通过引入曲率项从而使得“连接性准则”得以满足,因此CDD 模型具备了修复较大的破损区域及细小边缘的能力。
l 破损区域(a)待修复图像 (b)TV 修复结果 (c)满足人类视觉“连接性准则”的结果图5.15 当l>w 时,TV 的修复结果不满足人类视觉的“连接性准则”Figure 5.15 When l>w, the TV inpainting result is against the “ConnectivityPrinciple ” of human perception记D 为待修复区域,E 为待修复区域的外邻域,在不考虑噪声的情况下TV 修复模型可简化为: min E D I dxdy ⋃∇⎰ (0.1)其最速下降方程为: 1div I I t I ⎛⎫∂=∇ ⎪ ⎪∂∇⎝⎭ (0.2)对比热扩散方程,TV 修复模型在局部上相当于传导系数为1I∇的热扩散,即其扩散强度仅依赖于梯度值。
DOI: 10.11991/yykj.202010002网络出版地址:https:///kcms/detail/23.1191.U.20210302.1603.002.html曲面法线指引下的深度图像修复算法孟天禹,陈春雨,赵丹丹,赵金龙哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001摘 要:图像修复大多基于RGB 彩色图像进行研究,而随着消费级深度摄像头的普及,深度图像的修复逐渐成为一个需要解决的问题。
本文基于深度神经网络的图像修复算法,提出了一种使用曲面法线图像指引深度图像修复的策略。
首先对待修复的深度图像计算出残缺的曲面法线图像,通过一个独立的神经网络修复出完整的曲面法线图像,将修复后的曲面法线图像与残缺的深度图像叠加输入深度图像修复网络,得到完整的深度图像修复结果。
本文在NYUv2数据集上验证了曲面法线的指引对于深度图像修复效果的提升作用。
关键词:深度图像;计算机视觉;图像修复;曲面法线;门限卷积;深度学习;自动编码器;无监督学习中图分类号:TP391 文献标志码:A 文章编号:1009−671X(2021)02−0058−06Depth image inpainting algorithm guided by surface normalMENG Tianyu, CHEN Chunyu, ZHAO Dandan, ZHAO JinlongCollege of Information and Communication Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, ChinaAbstract : Image inpainting is mostly based on RGB color images. With the popularity of consumer depth cameras,depth image inpainting has gradually become a problem to be solved. Based on the image inpainting algorithm of depth neural network, this paper proposes a strategy of using surface normal image to guide the depth image inpainting.Firstly, the incomplete surface normal image is calculated from the depth image to be repaired, and the complete surface normal image is restored through an independent neural network, and the restored surface normal image is superimposed with the incomplete depth image to input depth Image inpainting network, the complete depth image inpainting results are obtained. In this paper, the effect of surface normal guidance on depth image inpainting is verified on NYUv2dataset.Keywords: depth image; computer vision; image inpainting; surface normal; gated convolution; deep learning; auto encoder; unsupervised learning图像修复算法是计算机视觉领域的一个重要的课题,通常是对于残缺的RGB 图片进行修复,对残缺的位置进行补充,从而使得修复后的图片变得合理或者与破损前的原图接近。
曲波变换在图像修补中的应用沈维燕;黄艳;严筱永【摘要】图像修补是图像恢复中的一个重要内容,主要是以现有的图像数据恢复丢失的数据.为了提高图像的修补效果,在修补过程中恢复更多的边缘信息,利用一种优于小波的图像细节表征方法曲波变换,在曲波域框架下嵌入全变差,提出了一种新的基于偏微分方程的图像修补方法.实验证明这种方法可以很好的恢复图像待修补区域尤其是边缘信息.【期刊名称】《金陵科技学院学报》【年(卷),期】2010(026)002【总页数】5页(P28-32)【关键词】图像修补;曲波变换;全变差;小波变换;图像恢复【作者】沈维燕;黄艳;严筱永【作者单位】金陵科技学院信息技术学院,江苏,南京,211169;金陵科技学院信息技术学院,江苏,南京,211169;金陵科技学院信息技术学院,江苏,南京,211169【正文语种】中文【中图分类】TP391图像修补就是以一定的方式修补图像中缺少的或损坏的区域(如裂缝或折痕),使之成为一幅完整的图像。
在早期艺术博物馆,修补损坏的图画传统上都是由专业修复师手工完成,非常耗时,更存在着破坏一幅珍贵且有可能是世界唯一作品的危险性。
随着计算机技术的发展,图像恢复技术开始作为图像处理科学的一个重要课题。
图像修补是图像恢复技术的一个重要分支,其主要工作原理是根据图像残余的信息恢复图像中被损坏或丢失的信息。
由于图像修补是“局部”的,“局部”是指在进行修补时仅利用了待修补区域周围的局部图像信息(如边缘、梯度),而并没有考虑整幅图像的信息。
在计算机视觉中有一个结论,即人是根据其生活中积累的经验来感知世界的。
人们常根据其经验对周围环境中被遮挡物体的形状做出一个最佳猜测,这就说明人的猜测是通过尽量延长图像中的边缘来恢复被遮挡物体的形状;同时,遮挡物体的大小也有可能影响人的判断,因此,修补算法应当尽量模拟这种效果。
目前实现图像修补的方法有很多种,其中基于偏微分方程的方法是一个发展较好的分支。
图像修复和图像编辑的偏微分方程模型及其求解的开题报告一、研究背景随着数码相机和智能手机的普及,人们对于图像处理技术的要求越来越高。
而图像修复和图像编辑是图像处理中的两个重要领域。
图像修复的目的是去除图像中的噪声、伪影、纹理等,使其更好地表达原有信息;图像编辑则是通过添加、删除、修改图像中的像素点来达到对图像的重新构建与编辑。
这两个领域通常使用的方法主要有基于模型的方法、基于变分方法的方法等。
其中,偏微分方程模型在图像处理中有着广泛的应用,因为偏微分方程模型具有尺度不变性、非局部平滑性、自适应性等优点,可以有效地处理复杂的图像问题。
二、研究内容本研究的主要内容是图像修复和图像编辑的偏微分方程模型及其求解。
具体来说,本研究将使用以下两种方法:1. 基于PDEs的图像修复方法:将图像修复问题转化为一个偏微分方程模型,并应用数值方法进行求解。
常用的偏微分方程模型有非线性扩散方程、总变差方程、全变分方程等。
本研究将分析比较这些方程模型的优缺点,选择合适的模型来处理图像修复问题,并设计高效的求解算法。
2. 基于PDEs的图像编辑方法:将图像编辑问题转化为一个偏微分方程模型,并应用数值方法进行求解。
常用的偏微分方程模型有Cahn-Hilliard方程、曲率流方程等。
本研究将分析比较这些方程模型的优缺点,选择合适的模型来处理图像编辑问题,并设计高效的求解算法。
三、预期成果本研究的预期成果有以下两个方面:1. 提出一种有效的图像修复和图像编辑的偏微分方程模型,并设计高效的求解算法。
该模型和算法可以处理各种类型的图像修复和编辑问题,具有较高的准确性和效率。
2. 实现一个基于偏微分方程模型的图像修复和编辑软件,以便实际应用中进行测试和验证。
该软件应该具有用户友好界面、高效的算法以及丰富的功能。