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基于全变分模型的图像修补研究及应用

作　者: 邢天璋
导　师: 彭进业
学　校: 西北大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数字图像修补全变分 “连通性”原则加权全变分模型矢量图像
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

数字图像修补在图像处理领域扮演着很重要的角色,具有着较广阔的应用领域,也是当前图像处理和计算机视觉领域中的一个研究热点。本文主要是基于偏微分方程的图像修补研究及其应用。本文首先研究了当前经典的BSCB、CDD和TV三种变分修补模型,通过理论分析和实验结果对比,总结了各种模型的特点。以TV修补模型为基础,就其存在的“连通性”被破坏这个问题,分析了这一问题出现的原因,提出改进方案。方案的主要思想在于对TV模型引入距离函数,利用距离函数给TV模型加权,使得新模型能够根据梯度出现位置和取向的不同采取“区别对待”的方法处理全变分的贡献,完成图像修补。加权因子的引入,不仅解决了“连通性”问题,而且保留了原始TV模型的去噪优势和较高的修补效率。在理论分析和数值实现方法研究之后,完成修补实验,验证了方法的有效性。然后,将改进后的加权TV模型推广到矢量图像的修补中。其方法主要是借鉴了BC TV模型的思想,将加权TV模型与BC TV模型相结合完成对彩色图像的修补。实验证明修补结果令人满意。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 本课题研究的目的及意义  8-9
  1.2 修补技术的发展与现况  9-11
  1.3 本文内容组织与安排  11-13
第二章三种PDE图像修补模型综述  13-31
  2.1 BSCB修补模型  13-19
    2.1.1 手工修补的基本原则  13-14
    2.1.2 BSCB修补模型的基本原理  14-15
    2.1.3 BSCB模型的数值实现  15-17
    2.1.4 实验结果  17-19
  2.2 TV修补模型  19-24
    2.2.1 TV修补模型原理  19-21
    2.2.2 TV修补模型数值实现  21-23
    2.2.3 实验结果  23-24
  2.3 CDD修补模型  24-30
    2.3.1 CDD模型修补原理  24-26
    2.3.2 CDD模型数值实现  26-28
    2.3.3 实验结果  28-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章对于TV修补模型进行的改进  31-41
  3.1 TV修补模型的"连通性"问题  31-32
  3.2 改进的TV修补模型  32-36
    3.2.1 改进的TV修补模型的建立  32-34
    3.2.2 改进的TV修补模型的数值实现  34-36
  3.3 实验结果及分析  36-39
    3.3.1 人工数据  36-37
    3.3.2 自然图像  37-38
    3.3.3 与CDD模型比较  38-39
  3.4 本章小结  39-41
第四章矢量图像的修补  41-49
  4.1 矢量图像  41-42
  4.2 彩色图像的修补  42-46
    4.2.1 对图像亮度分量的处理  43-44
    4.2.2 对图像色度分量的处理  44-45
    4.2.3 实验结果  45-46
  4.3 改进的TV修补模型应用于彩色图像  46-48
  4.4 本章小结  48-49
总结与展望  49-51
  总结  49
  展望  49-51
参考文献  51-55
攻读硕士学位期间取得的科研成果  55-57
致谢  57

基于全变分模型的图像修补研究及应用

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