Tehnika samodejnega popravljanja slike predalne škatle s trapezoidno oblogo in njena uporaba

Tehnika samodejnega popravljanja slike predalne škatle s trapezoidno oblogo in njena uporaba

Slike so glavni vir informacij, ki jih ljudje dobimo iz zunanjega sveta. Odkar obstajajo slike, obstaja tudi tehnologija za popravilo pokvarjenih slik. Slikarska restavratorska tehnika je starodavna umetnost. V evropski renesansi so ljudje začeli popravljati umetnine, da bi obnovili izgubljene ali poškodovane dele umetniških del, hkrati pa ohranili celoten učinek del, kar je bilo predvsem za zapolnitev razpok ali ran na delih, takšno delo imenujemo Inpainting.

Dandanes je tehnologija popravljanja slike Inpainting postala nova aktivna raziskovalna smer na področju slikovnega inženiringa. Njegov namen je preučiti in rešiti, kako bolje realizirati zaznavanje poškodovanega dela slike in samodejno obnoviti poškodovani del z algoritmom za popravilo slike glede na učinkovite informacije okoli poškodovane slike. Čeprav lahko nekatere zmogljive programske opreme za obdelavo digitalnih slik, kot je Photoshop, izvajajo tudi profesionalno obdelavo posebnih učinkov in obdelavo popravil poškodovanih slik, zahtevajo izkušeni tehniki za izvajanje zapletene ročne obdelave, ki ne more doseči namena avtomatske "računalniške inteligence". obravnavati.

Najprej si oglejmo primer popravila slike. Slika 1(b) prikazuje simbol črke, kot je "@", katerega del je blokiran z oviro. Glede na vizualno izkušnjo ljudi in glede na obliko zakritega predmeta in podatke o sliki, ki ga obkrožajo, je narejena domnevna presoja, da bodo po odstranitvi ovire znaki, kot je prikazano na sliki 1(a) ali kot je prikazano na sliki 1(c). in rezultati popravila na sliki 1(a) in sliki 1(c) so lahko pravilni. Tehnologija računalniške slike Inpainting simulira ta učinek z vidika človeške vizualne psihologije. Glede na informacije o robu objekta, ki ga je treba pokriti, se razširi in razprši, poveže mejo v določeni smeri, zapolni pokriti del in doseže vizualno povezljivost. Seveda lahko iz slike tudi vidimo, da velikost poškodovanih informacij (velikost ovire) slike neposredno vpliva tudi na presojo ljudi o vizualni povezljivosti. Z matematičnega vidika je pojav, da rezultati popravila slike niso edinstveni v primeru nezadostnih informacij okoli poškodovane slike, patološki problem, zato mora tudi tehnika slike Inpainting temeljiti na teoriji računalniškega vida. Ta problem je rešen z omejenim algoritmom za popravilo načrta z določenimi predpostavkami.

V skladu z Bayesovim strukturnim sistemom popolna idealna slika, pridobljena iz nepopolnih in deformiranih podatkov, temelji na "najboljši hipotezi" ali "najboljši ugibanju", narejeni s simulirano sliko restavriranja človeškega očesa. Ta "najboljša hipoteza" temelji na naslednjih dveh pomembnih dejavnikih:

1. Model slikovnih podatkov: Kako lahko pridobimo več informacij iz obstoječih slikovnih podatkov v izvirni sliki.

2. Predmodel slike: Kakšen model slike naj bo nedotaknjena izvirna slika. Če na primer restavriramo sliko banane ali jabolka v skledi s sadjem, bomo imeli predsodek, da mora imeti gladko obliko, polno rumene in rdeče barve.

Zato je "optimalno ugibanje" povečati verjetnost slednjega v Bayesovem verjetnostnem modelu, zapolniti manjkajoči ali poškodovani del slike v skladu z določenimi pravili algoritma, tako da je popravljena slika blizu ali dosegla vizualni učinek slike originalna slika.

Za tehniko restavriranja strukture teksture slike Inpainting, kot so lesni vzorci, skalni vzorec itd., je glavna ideja simulacija in ustvarjanje lokalne teksture za polnilo. Ker je tekstura odraz porazdelitve ali značilnosti komponent materiala, lahko informacije o njeni lokalni obliki izražajo podobnost iste teksture. Za zemljevid teksture sta si katera koli dva majhna kosa teksture podobna, zato je mogoče uporabiti metodo sinteze teksture za popravilo slike z: (1) histogramsko statistiko informacij o barvi vsake slikovne pike znotraj nastavljenega obsega; (2) Ustvari tabelo teže za izračun stopnje določitve povezanih informacij o barvi slikovnih pik; (3) Ocenite in izberite najbolj ujemajoče se slikovne pike za obnovitev slike; (4) Krožite, dokler se poškodovana slika ne zapolni. V različnih algoritmih za sintezo teksture bi morali razširiti obseg raziskav s splošne teksture na usmerjeno teksturo in jo nadalje razširiti na sintezo površinske teksture, sintezo video teksture itd.

Za tehniko Inpainting neteksturiranih slik trenutno raziskovalci večinoma uporabljajo algoritem popravljanja, ki temelji na modelu parcialnih diferencialnih enačb visokega reda (PDE). Glavna ideja je uporaba robnih informacij o območju, ki ga je treba popraviti, za določitev difuzijskih informacij in smeri difuzije, od anizotropije regionalne meje do mejne difuzije. Algoritem lahko hkrati zapolni več regij z različnimi strukturami in ozadji, pri čemer ni nobenih omejitev glede topološkega razmerja zakrpane regije. Poleg tega so Manou et al. je predlagal tehniko hitre slike Inpainting, ki temelji na zgornjih idejah. Z določitvijo smeri črte izointenzivnosti na meji območja, ki ga je treba popraviti, in povezovanjem ustreznih črt izointenzivnosti z ravnimi črtami, meja zapolni območje, ki ga je treba popraviti, s širjenjem informacij o soseščini območja, ki ga je treba popraviti, znotraj območja črte izointenzivnosti . Ta metoda dobro vpliva na preprosto popravilo slike strukture, čas popravila pa se močno skrajša.

Tehnologija popravila Image Inpainting ima širok nabor aplikacij, prva je za popravilo razpok na statičnih slikah in odstranjevanje ovir. V tiskarski industriji lahko različne vrste digitalnih slik, ki jih je treba obdelati pred tiskanjem, kot so poškodovane stare fotografije, opraskan transmisijski negativ ali odstranitev ovir s slike, ki niso povezane z vsebino slike, enostavno popravite z Inpainting tehnologija. Uporabniki morajo preprosto izbrati obseg popravila, računalnik bo samodejno dokončal praske, zapolnitev praznega območja ali odstranil ovire po polnjenju vzorca ozadja, lahko močno zmanjša čas in ročno delovno obremenitev obdelave slik pred tiskom, pa tudi glede na rezultate popravila za nadaljnjo obdelavo slike.

Drugi je popravilo gibljive slike. Inpainting restavratorsko tehnologijo je mogoče uporabiti v filmski in televizijski industriji. Na primer, pri filmski in televizijski kopiji, če ima eden od neprekinjenih okvirjev praske, madeže in druge pogoje, ki jih je treba popraviti, neprekinjene okvirje filma pretvorimo v zaporedje digitalnih slik in nato iz sosednjih okvirjev izvlečemo koristne informacije. kopirati in popraviti glede na primerjavo informacij okvirjev pred in za njim. Poleg tega lahko podnapise v različnih jezikih v filmu odstranite tudi s tehnologijo restavriranja Inpainting.

Tretjič, na nekaterih področjih fotografije je mogoče pojav rdečih oči na digitalnih fotografijah odpraviti s tehnologijo Inpainting ali pa je mogoče s tehnologijo Inpainting popraviti prekrivajoče se dele na sosednjih fotografijah, ko se digitalne fotografije, posnete večkrat, sešijejo v panoramske slike.

Slikarska tehnika je pritegnila pozornost številnih učenjakov na Kitajskem in je postala aktivno raziskovalno področje v tujini. Skratka, tehnične prednosti Inpaintinga bodo zagotovo vključene v več slikovnih aplikacij, kot so biomedicina, daljinsko zaznavanje, in spodbujale razvoj te tehnologije na različnih področjih.