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老电影修复中的对比度增强与斑块检测修复算法研究

作　者: 周智圆
导　师: 张文军
学　校: 上海交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 电影修复对比度增强斑块检测斑块修复
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 12次
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内容摘要

老电影作为记载历史和传播文化的一种重要方式,至今仍然具有很高的艺术价值。但是,由于电影胶片容易发生老化和污染,加上一些不科学的电影胶片播放和保存方法的存在,这就使得很多老电影存在如对比度下降、斑块、划痕、闪烁等多种损伤,这在一定程度上影响了电影的观赏效果。本文针对电影胶片中的对比度下降和斑块损伤问题进行研究和分析,在归纳总结了现有经典算法的基础上,提出了新的对比度增强算法与斑块检测修复算法,有效提高了对比度增强和斑块检测修复的效果。本文的主要研究成果为:第一,提出了一种基于样本图像的对比度增强算法。为了建立样本图像和目标图像对比度之间的联系,本文定义了用来衡量图像对比度的直方图学习参数,从而可以根据样本图像的直方图学习参数对目标图像的直方图进行增强。在用本算法进行电影修复时,可以选取与目标帧图像场景相似且具有良好对比度的相邻帧作为样本图像,这样可以保证连续帧的对比度具有一致性。此外,在样本图像视觉效果很好且与目标图像场景相似的前提下,本算法还可以推广运用到普通的单帧图像对比度增强中。第二,本文在用于对比度增强的OCTM算法的基础上,对图像对比度进行了重新定义,修正了对比度增强的目标函数,并添加了约束条件以保证最优解出现在可行域内,从而改进了OCTM模型中目标函数不够合理、约束条件不够充分等缺陷。改进后的最优化问题仍然可以用线性规划的方法进行求解。与原算法相比,本文提出的改进算法(IOCTM)在问题定义上更加明确,最优化模型更具科学性和合理性,实验结果表明对比度增强效果有一定的提升。第三,传统的斑块检测算法存在误检率和漏检率较高、运算量偏大等问题,斑块修复算法则通常存在斑块边缘修复效果不佳等问题。为了解决上述问题,本文提出了一种基于非局部均值思想的斑块检测修复算法。在斑块检测模块,借鉴了非局部均值算法思想,在传统的SROD算法的基础上,提高对当前帧及相邻帧像素信息的利用率,并运用形态学滤波法对斑块掩膜进行后处理,有效地降低了漏检率和误检率,从而提高了斑块检测的准确度;在斑块修复模块,运用非局部均值算法对斑块掩膜位置像素进行修复,实验结果表明修复效果较好,尤其是斑块边缘处的修复质量得到了改善。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 引言  9-10
  1.2 本文研究的问题  10-14
    1.2.1 图像对比度增强  10-12
    1.2.2 斑块检测与修复  12-14
  1.3 本文主要工作和内容安排  14-16
第二章图像对比度增强综述  16-31
  2.1 灰度变换法  16-21
    2.1.1 线性变换  16-18
    2.1.2 非线性变换  18-21
  2.2 直方图变换  21-28
    2.2.1 直方图均衡化  21-23
    2.2.2 直方图规定化  23-24
    2.2.3 BBHE算法  24-26
    2.2.4 RMSHE算法  26-28
  2.3 同态滤波法  28-29
  2.4 RETINEX理论  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章基于样本图像的对比度增强算法  31-41
  3.1 背景分析  31-32
  3.2 直方图学习参数定义  32-34
  3.3 算法描述  34-37
    3.3.1 计算直方图学习参数  35
    3.3.2 直方图分段增强  35-36
    3.3.3 生成新图像  36-37
  3.4 实验结果  37-39
  3.5 本章小结  39-41
第四章改进的OCTM图像对比度增强算法  41-51
  4.1 OCTM对比度增强算法  41-43
  4.2 改进的OCTM算法描述  43-47
    4.2.1 问题分析  43-44
    4.2.2 模型建立  44-45
    4.2.3 最优化模型求解  45-47
  4.3 实验结果  47-50
  4.4 本章小结  50-51
第五章基于非局部均值的电影图像斑块检测修复算法  51-71
  5.1 斑块检测修复经典算法  51-59
    5.1.1 斑块的数学模型  51
    5.1.2 运动矢量估计  51-53
    5.1.3 斑块检测经典算法  53-57
    5.1.4 斑块修复经典算法  57-59
  5.2 基于非局部均值的斑块检测修复算法  59-65
    5.2.1 非局部均值算法介绍  59-61
    5.2.2 斑块检测算法  61-64
    5.2.3 斑块修复算法  64-65
  5.3 实验结果  65-70
  5.4 本章小结  70-71
第六章总结和展望  71-73
参考文献  73-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  79-80
攻读硕士学位期间参与的科研项目  80-82

老电影修复中的对比度增强与斑块检测修复算法研究

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