专利名称：一种大区域非均匀纹理合成方法
技术领域：
本发明属于计算机图像处理领域，涉及一种图像修复方法。
背景技术：
图像修复是计算机图形学以及计算机视觉等众多领域的研究热点。目前，小区域 图像修复问题(如附加文字、划痕去除等)已经基本解决，当前的研究热点主要集中在大区 域图像的修复研究。基于PED的图像修复方法具有容易产生模糊的缺点，由此产生的⑶D、 TV等算法在大区域图像修复中遇到了很大困难，而基于纹理合成的图像修复技术，则以其 相对理想的修复效果，成为当前大区域图像修复的主流。在大区域图像修复的过程中，纹理传播的方向和进度决定了修复图像的特征，并 直接影响到图像的整体修复效果。现有方法一般是按照等照度线的切线方向来确定纹理传 播方向，而各点合成的进度则主要由修复优先权系数来决定。由于合成过程中缺乏有效的 索引，不能对纹理合成的传播方向和进度进行有效的控制。因此，一旦发生误匹配的现象， 很容易沿着错误的方向不断传播下去，从而产生错误的修复结果。实际纹理图像由于光照、几何畸变等因素的影响，经常会表现出渐近变化等非均 勻的特征，由于现有方法在纹理合成的过程中，不能对纹理合成的传播方向和进度进行有 效的控制，因此利用传统纹理合成方法极易发生误匹配，很难获得理想的效果。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种大区域非均勻纹理合成方法。本发明根据实 际纹理图像具有渐近变化的特点，拟从改进修复优先权指数入手，通过引入Kansa算法对 待修复区域的能量分布由内到外进行建模，进而获得方向性纹理修复指数，为纹理合成的 传播方向和进度提供索引，以保证实际大区域非均勻纹理的合成效果。本发明采用如下的 技术方案。一种大区域非均勻纹理合成方法，包括下列步骤(1)确定待修复区域Ω，提取待修复区域边界3Ω，确定待修复区域Ω的中心点， 将图像待修复区域中心点和边界点处的能量值g分别设定为1和0，区域外点的能量值设 为-I ；(2)将图像待修复区域Ω分成多个子区域Qi, i = 1,2, L Np，其中Np代表子区 域的个数，将子区域Ω i与其相邻子区域Ω i+1的边界定义为Fi=QiIQw;(3)在各个子区域边界卩上取一个包含Ni个配点的集合
ΧΓι = Xi2,Λ χ；,Λ ,X^1 [且所有配点集合A = (^r1 ^r2,L AjJ应包含待修复区域 Ω的中心点；选取一种径向基函数，设Ir,中的每一个配点<对应的径向基函数值为 == 1,2, L Ni ；(4)对每个子区域Ω“1彡i彡Np)分别求解各个配点的能量值设^为第i个和第i_l个子区域的边界Γ i = Ω J Ω w上第k个配点处的能量值，当第k个配点不在待 修复区的边界上时取疼，否则取0 ； /广1为第i个和第i-Ι个子区域边界上的第k配点的能 量值，当第k个配点不在待修复区的边界上时取减―1，否则取0 为第i个子区域与待修复 区的交边界上的配点的能量值g ；(5)求解每个子区域ΩΑ1彡i彡Np)上各点处的能量值Ui 定义Ui为第i个子 区域Qi四周边界上所有配点能量的加权和，其求解公式为
权利要求
1. 一种大区域非均勻纹理合成方法，包括下列步骤(1)确定待修复区域Ω，提取待修复区域边界3Ω，确定待修复区域Ω的中心点，将图像 待修复区域中心点和边界点处的能量值g分别设定为1和0，区域外点的能量值设为-1 ；(2)将图像待修复区域Ω分成多个子区域Qi,i = 1,2, L Np，其中Np代表子区域的 个数，将子区域Ω i与其相邻子区域Ω i+1的边界定义为^=QiI Ω +1 ；(3)在各个子区域边界Γi上取一个包含Ni个配点的集合；^ χ!2,Λ χ^,Λ,Χ^}'且所有配点集合ZrZrjJ应包含待修复区域Ω的中心点；选取一种径向基函数，设&中的每一个配点χ丨对应的径向基函数值为戎㈨= ^||χ-4|)，1 = 1,2,L Ni5(4)对每个子区域Ω“1彡i彡Np)分别求解各个配点的能量值设^为第i个和第 i-Ι个子区域的边界ri= Qi I Ω w上第k个配点处的能量值，当第k个配点不在待修复 区的边界上时取疼，否则取0 ； /广1为第i个和第i-Ι个子区域边界上的第k配点的能量值， 当第k个配点不在待修复区的边界上时取减―1，否则取0 -X为第i个子区域与待修复区的交 边界上的配点的能量值g;(5)求解每个子区域QiG彡i彡Np)上各点处的能量值Ui定义Ui为第i个子区域 Ω 四周边界上所有配点能量的加权和，其求解公式为NiWmU1=U^YjCiur+YjC^ur ‘k=\ k=\其中，A，C丨，A，Q和\ A，C丨-\ A，Q^>别是Ni和Np1个待定系数，各 变量之间满足关系式^ duif-1 υυγ dirk+u、n^^m dU'k+lMlldu;、 M^M、k=i Sn1 k=1 Dn1 Sn1 k=1Sn1On1 Dn1法为在Γ i上取一个包含Mi个点的集合& =Iyjy25AyLAj^hMi SNi，将&中的Mi个点带入关系式中，形成一个方程组，解此方程组可以获得C丨和C〗-1,所得系数带入公式即可 求得第i个子区域内部各点的能量值；(6)根据所求得的每个子区域Qi上的能量值公式，建立待修复区域Ω的能量分布模 型，设P为待修复区域内一点，其能量值为V(p)；(7)根据能量分布V(p)确定方向性优先权系数S(p)= l-V(p)；(8)将方向性优先权系数S(p)与信息量及结构性系数P(ρ)通过权重系数相结合，定义 新的优先权系数Τ(ρ)；(9)根据新定义的优先权系数T(ρ)确定图像待修复区边界上的各像素点的填充顺序， 依次对各个以对应像素点为中心的待修补块进行纹理合成和修复，直至完成为止，得到最 终纹理合成图像。
全文摘要
本发明属于计算机图像处理领域，涉及一种大区域非均匀纹理合成方法，包括确定待修复区域，提取待修复区域边界，确定待修复区域的中心点，设定图像待修复区域中心点和边界点处的能量值；将图像待修复区域分成多个子区域；在各个子区域边界上取一个包含多配点的集合，且所有配点集合应包含待修复区域的中心点；选取一种径向基函数；对每个子区域分别求解各个配点的能量值；求解每个子区域上各点处的能量值；建立待修复区域的能量分布模型；确定方向性优先权系数，并结合信息量及结构性系数，定义新的优先权系数；纹理合成和修复。本发明能够减小误匹配，满足实际非均匀纹理图像大区域纹理合成的要求。
文档编号G06T5/00GK102063705SQ20101057064
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者何凯, 孟春芝, 焦青兰, 王伟 申请人:天津大学