图像修补方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像处理领域，尤其设及一种图像修补方法及系统。
【背景技术】
[0002] 图像修复技术是指针对数字图像中遗失或者损坏的部分，利用未被损坏的图像信 息，按照一定的规则填补，W使得修复后的图像接近或达到原图的视觉效果。
[0003] 图像修复是一个解不唯一的问题，其合理性取决于人的视觉系统的接受程度。图 像修复的本质就是从视觉认知的角度出发，对图像建立准确的分析模型，合理的转化视觉 认知规则，然后通过相应的修复技术实现。图像修复的方法通常利用信息缺损区域周围已 知的色彩信息沿边界向内进行推进区域填充，为了保证良好的图像填充效果和图像的整体 性，在进行推进填充的过程中应努力保持等照度线的平滑过渡。
[0004] 发表于2004年IE邸 IYansactions on Image Processing第9卷第13期1200页的 文南犬《Re邑ion fillin邑 and object removal by exemplar-based image inpaintin邑》提 出了一种基于纹理合成技术的图像修复方法，其核屯、是由等照度线驱动的图像修复方法， 主要分为填充区域像素点优先级计算及纹理匹配、合成两步，两步反复迭代来完成破损区 域的修复。
[0005] 文南犬《Region filling and object removal by exemplar-based image i吨ainting》提出的方法在纹理匹配过程中使用了SSD(sum of absolute differences)准 贝IJ，W及整幅图像全捜索机制，算法计算代价高，响应速度慢，无法满足实时需要。
【发明内容】
[0006] 本发明各实施例提供一种图像修补方法及系统，用于解决现有技术中图像修补过 程中由于运算复杂，而导致的系统资源占用过大的问题。
[0007] 基于上述目的，本发明提供一种图像修补方法，包括:基于预设的图像块的尺寸， 将所获取的由待修补区域和多个完整区域构成的图像信息进行分块，得到由完整区域中的 像素点构成的第一图像块、和包含待修补区域中的像素点的第二图像块，并降低所述图像 信息的分辨率;根据各所述第二图像块中待修补像素点的数量、和/或各所述第二图像块中 所包含的物体边缘，确定各所述第二图像块的优先级;在降低分辨率后的图像信息中，计算 各第一图像块与优先级最高的第二图像块之间的匹配度，并选择匹配度符合预设匹配条件 的第一图像块所属的至少一个完整区域;在未降低分辨率的图像信息中，计算所选择的各 完整区域中的各第一图像块与优先级最高的第二图像块的匹配度，选择匹配度最高的第一 图像块来修补所述优先级最高的第二图像块;重复上述步骤，逐步修补未降低分辨率的图 像信息中的待修补区域。
[000引优选地，所述降低图像信息的分辨率的方式包括:按照预设的分辨率等级，将所述 图像信息的分辨率予W降低，并得到对应各分辨率等级的图像信息;对应的，所述在降低分 辨率后的图像信息中，计算各第一图像块与优先级最高的第二图像块之间的匹配度，并选 择匹配度符合预设匹配条件的第一图像块所属的至少一个完整区域的方式包括:在分辨率 等级最低的图像信息中，计算各第一图像块与优先级最高的第二图像块之间的匹配度，并 选择匹配度符合预设匹配条件的第一图像块所属的至少一个完整区域;逐级提高分辨率等 级，在当前分辨率等级的图像信息中的、对应前一级所得到所有完整区域中，计算各第一 图像块与优先级最高的第二图像块之间的匹配度，并选择匹配度符合预设匹配条件的第一 图像块所属的至少一个完整区域，直至提高到未降低分辨率的图像信息。
[0009] 优选地，所述计算各第一图像块与优先级最高的第二图像块之间的匹配度，并选 择匹配度符合预设匹配条件的第一图像块所属的至少一个完整区域的方式包括:计算所述 优先级最高的第二图像块U的像素点之和Ru;采用SAD准则，遍历的计算每个第一图像块V与 优先级最高的第二图像块U之间的匹配度SADk<u'v\ W及计算第k个第一图像块V的像素点之 和Mk(m，n);判断所得到的当前的匹配度SADk<u'v\第一图像块的像素点之和Mk(m，n)是否满 足W下公式：
[0010] Ru-SADtu'v; <Mk(m，n) ^Ru+SADtu'v;
[ocm]若是，则W当前得到的匹配度SADk<u'v馆新所述公式中的匹配度SADfu^并暂存当 前的匹配度及所对应的第一图像块;若否，则将当前的第一图像块予W滤除;按照匹配度由 高到低的顺序，将暂存的各第一图像块予W排序，并选择匹配度高的若干第一图像块所属 的至少一个完整区域。
[0012] 优选地，所述选择匹配度最高的第一图像块，来修补所述优先级最高的第二图像 块的方式包括:用所选择的匹配度最高的第一图像块，来替换优先级最高的第二图像块。
[0013] 优选地，所述重复上述步骤，逐步修补未降低分辨率的图像信息中的待修补区域 的方式包括:将修补后的图像信息重新分块，得到新的各所述第一图像块和第二图像块，并 基于重新分块后的各第一图像块和第二图像块执行后续步骤。
[0014] 基于上述目的，本发明还提供一种图像修补系统，包括:预处理模块，用于基于预 设的图像块的尺寸，将所获取的由待修补区域和多个完整区域构成的图像信息进行分块， 得到由完整区域中的像素点构成的第一图像块、和包含待修补区域中的像素点的第二图像 块，并降低所述图像信息的分辨率;优选级确定模块，用于根据各所述第二图像块中待修补 像素点的数量、和/或各所述第二图像块中所包含的物体边缘，确定各所述第二图像块的优 先级;筛选模块，用于在降低分辨率后的图像信息中，计算各第一图像块与优先级最高的第 二图像块之间的匹配度，并选择匹配度符合预设匹配条件的第一图像块所属的至少一个完 整区域;修补模块，用于在未降低分辨率的图像信息中，计算所选择的各完整区域中的各第 一图像块与优先级最高的第二图像块的匹配度，选择匹配度最高的第一图像块来修补所述 优先级最高的第二图像块;重复执行上述各模块，逐步修补未降低分辨率的图像信息中的 待修补区域。
[0015] 优选地，所述预处理模块用于按照预设的分辨率等级，将所述图像信息的分辨率 予W降低，并得到对应各分辨率等级的图像信息;对应的，所述筛选模块用于在分辨率等级 最低的图像信息中，计算各第一图像块与优先级最高的第二图像块之间的匹配度，并选择 匹配度符合预设匹配条件的第一图像块所属的至少一个完整区域;逐级提高分辨率等级， 在当前分辨率等级的图像信息中的、对应前一级所得到所有完整区域中，计算各第一图像 块与优先级最高的第二图像块之间的匹配度，并选择匹配度符合预设匹配条件的第一图像 块所属的至少一个完整区域，直至提高到未降低分辨率的图像信息。
[0016] 优选地，所述筛选模块用于计算所述优先级最高的第二图像块U的像素点之和Ru; 采用SAD准则，遍历的计算每个第一图像块V与优先级最高的第二图像块U之间的匹配度 5八〇1^<"''\^及计算第4个第一图像块乂的像素点之和11^(111，11);判断所得到的当前的匹配度 SADk<u'v\第一图像块的像素点之和Mk(m，n)是否满足W下公式：
[0017] Ru-SADtu'v; <Mk(m，n) ^Ru+SADtu'v;
[001引若是，则W当前得到的匹配度SADkfu'v;更新所述公式中的匹配度SADfu'^，并暂存当 前的匹配度及所对应的第一图像块;若否，则将当前的第一图像块予W滤除;按照匹配度由 高到低的顺序，将暂存的各第一图像块予W排序，并选择匹配度高的若干第一图像块所属 的至少一个完整区域。
[0019] 优选地，所述修补模块用于用所选择的匹配度最高的第一图像块，来替换优先级 最高的第二图像块。
[0020] 优选地，所述预处理模块还用于将修补后的图像信息重新分块，得到新的各所述 第一图像块和第二图像块，并基于重新分块后的各第一图像块和第二图像块启动优先级确 定模块、筛选模块和修补模块。
[0021] 如上所述，本发明的图像修补方法及系统，具有W下有益效果:通过对原始分辨率 的图像信息进行降分辨率，并在降分辨率中筛选与第二图像块的匹配度最高的完整区域， 再从对应到原始分辨率的图像信息中的完整区域中选取一个与第二图像块匹配度最高的 第一图像块，并进行修补的方式