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基于非局部平均滤波的图像修补研究

作　者: 王坤成
导　师: 李志斌
学　校: 华东师范大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 非局部平均滤波图像复原图像修补快速行进法水平集分组行进法
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

图像复原是当前计算机图形学、计算机视觉和图像处理领域的研究热点之一,它在艺术品的修复、网络数据传输、计算机动画、影视特技、虚拟现实等方面具有广泛的应用前景。图像修补是图像复原研究中的一个重要内容,它的目的是根据图像现有的信息来自动恢复丢失的信息,虽然图像修补基本思想十分简单,但是许多的图像修补算法都十分复杂,而且难于实现。快速行进算法(Fast Marching Method)与水平集法(LevelSet)相结合进行曲线进化的同时进行修补是一种高效的图像修补算法,但是基于快速行进法的修补算法在修补较大区域时会产生模糊。Buades等人提出了基于非局部平均滤波(Non-LocalMeans)的去噪算法,受其启发,本文应用非局部平均滤波去噪算法的思想,提出了一种基于非局部平均滤波算法的图像修补算法。该算法在修补纹理像素点时采用非局部平均滤波算法,而在修补非纹理像素点时采用基于快速行进法的修补算法,考虑到基于快速行进法的修补算法在一次行进中只能修补一个像素点的缺陷,提出了基于分组行进法和非局部平均滤波的修补方案。一般的偏微分方程方法只能用于非纹理图像的修补,本文提出的基于偏微分方程和非局部平均滤波的新算法,有效的解决了偏微分方程不能修补纹理图像的缺陷,试验结果表明,本文提出的修补算法实现简单,并且针对具有较强纹理信息的图像能有效解决基于快速行进法的修补算法中存在的模糊问题。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章引言  10-16
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究现状  11-13
  1.3 研究意义  13-14
  1.4 本文的工作与组织结构  14-16
第二章图像复原和基于快速步进法的修补算法  16-27
  2.1 图像及图像处理  16-18
  2.2 局部图像修补  18-20
  2.3 水平集理论  20-25
  2.4 基于快速步进法的修补算法  25-27
第三章基于非局部平均滤波的去噪算法  27-33
  3.1 图像去噪背景介绍  27-29
  3.2 传统的滤波去噪模型  29-30
  3.3 非局部滤波NL去噪算法  30-33
第四章基于非局部平均滤波的修补算法  33-46
  4.1 问题的提出  33-34
  4.2 图像修补算法原型  34-35
  4.3 修补单个像素的FMM加权平均数学模型  35-36
  4.4 修补单个像素的NL修补模型  36-39
  4.5 FMM-NL图像修补算法  39-41
  4.6 GMM-NL图像修补算法  41-46
第五章实验结果与总结展望  46-52
  5.1 实验结果与分析  46
  5.2 本文工作总结  46-48
  5.3 工作展望  48-52
参考文献  52-55
致谢  55-56
在读期间发表的研究论文目录  56

基于非局部平均滤波的图像修补研究

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