一种极快速的图像无缝合成方法与流程

本发明属于图像处理、计算机图形学领域，涉及一种极快速的图像无缝合成合成方法。

背景技术：

如图所示，想将图1(b)(称之为目标图像)中的白熊(由图1(c)中的mask圈出)放到图1(a)(称之为背景图像)中，如果是简单拷贝粘贴，结果是图1(d)，有明显的拼接痕迹，不是想要的效果，而希望得到是图1(e)这样无缝合成的效果。学术界通常称这类问题为图像克隆，或无缝合成/拼接。

传统上，解决此类问题需要求解一个具有狄利克雷边界条件的泊松方程，一般至少需要o(klogk)的计算时间复杂度，其中k为目标图像的像素数量。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种极快速的图像无缝合成方法。

本发明中：

输入：背景图像b，目标图像t，以及圈定目标对象的掩码m为二值图像，其中为1的区域ω对应目标图像中要克隆的目标对象；同时设定背景图像b和目标图像t为单通道的灰度图像，且大小均为s*s，记区域ω的边界为

输出：合成的图像f；

本发明的具体步骤是：

步骤(1)计算得到n和i：

i＝(b-t).*n

其中χ是示性函数，.*是对应元素相乘。

步骤(2)确定小波对偶变换的层数j：

其中表示向下取整。

步骤(3)执行小波提升形式的对偶正变换：对步骤(1)中得到的i和n分别执行如下的小波提升形式的对偶正变换，得到和假定i是一维信号。

对偶正变换：输入i，使用下列公式得到

i⁰＝i

i^j+1[n]＝i^j[2n]+(i^j[2n-1]+i^j[2n+1])/2,j＝0,1,…,j-1

步骤(4)执行小波提升形式的对偶逆变换：

对步骤(3)中得到的和执行如下的对偶逆变换，得到和

对偶逆变换：输入输出对j＝j,…,1，顺序执行以下过程，最终令输出。

步骤(5)：令输出，这里的./是对应元素相除。

本发明的有益效果：本发明的计算复杂度为线性，无需预计算，且合成效果与传统方法相当。

附图说明

图1(a)为背景图像；

图1(b)为目标图像；

图1(c)为mask圈；

图1(d)为简单拷贝粘贴后的合成图；

图1(e)为利用本发明方法处理后的合成图。

具体实施方式

本发明方法的输入输出是：

输入：背景图像b，目标图像t，以及圈定目标对象的掩码m为二值图像，其中为1的区域ω对应目标图像中要克隆的目标对象。不失一般性，为了表述方便，我们设定b和t为单通道的灰度图像，且大小均为s*s。另外记区域ω的边界为

输出：合成的图像f。

本发明方法的具体步骤是：

步骤(1)计算得到n和i：

i＝(b-t).*n

其中χ是示性函数，.*是对应元素相乘。

步骤(2)确定小波对偶变换的层数j：

其中表示向下取整。

步骤(3)执行小波提升形式的对偶正变换：对步骤(1)中得到的i和n分别执行如下的小波提升形式的对偶正变换，得到和由于这个变换是可分离的，为了描述方便，在本步骤和步骤(4)的对偶正变换和逆变换中假定i是一维信号。

对偶正变换：输入i，使用下列公式得到

i⁰＝i

i^j+1[n]＝i^j[2n]+(i^j[2n-1]+i^j[2n+1])/2,j＝0,1,…,j-1

步骤(4)执行小波提升形式的对偶逆变换：对步骤(3)中得到的和执行如下的对偶逆变换，得到和

对偶逆变换：输入输出对j＝j,…,1，顺序执行以下过程，

最终令输出。

步骤(5)最后一步：让输出，这里的./是对应元素相除。

综上，本发明公开了一种极快速的图像无缝合成方法，大约只需9k次的加法和更少的除法运算，计算极为快速,所需的内存也仅为两倍于目标图像大小。