吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (6): 2111-2115.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201606047

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样本块双向匹配图像修补算法

刘红喜1, 3, 孙俊喜2, 孙宏彬1, 刘广文3   

  1. 1.长春工程学院 电气与信息工程学院,长春 130012;
    2.东北师范大学 计算机科学与信息技术学院,长春 130017;
    3. 长春理工大学 电子信息工程学院,长春 130022
  • 收稿日期:2015-03-22 出版日期:2016-11-20 发布日期:2016-11-20
  • 通讯作者: 孙俊喜(1971-),男,教授,博士生导师.研究方向:快速运动目标的检测与跟踪,嵌入式车牌识别系统,医学图像处理.E-mail:junxi_sun@126.com
  • 作者简介:刘红喜(1977-),男,副教授,博士.研究方向:图像处理与模式识别.E-mail:ccitdsp@163.com
  • 基金资助:
    吉林省科技厅国际合作项目(20140105)

Exemplar bidirectional matching algorithm for image inpainting

LIU Hong-xi1, 3, SUN Jun-xi2, SUN Hong-bin1, LIU Guang-wen3   

  1. 1.School of Electrical and Information Engineering, Changchun Institute of Technology, Changchun 130012,China;
    2.School of Computer Science and Information Technology, Northeast Normal University, Changchun 130017,China;
    3.School of Electronics and Information Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022,China
  • Received:2015-03-22 Online:2016-11-20 Published:2016-11-20

摘要: 为了解决基于样本图像修补算法的误匹配、结构断续等问题,提出了一种基于样本块的双向匹配图像修补算法。从待修补块中已知和未知两部分信息的邻域出发研究修补问题,引入匹配块中与待修补块中未知区域对应信息的一致性判定准则,提出待修补块优先级和最佳匹配块是由与待修补块中已知信息的相似性和与待修补块中未知信息邻域的一致性共同决定,更大限度地利用了图像的已知信息。该算法有效地解决了Criminisi算法的误匹配及结构断续问题以及Kawai算法的模糊问题,实验结果表明该算法是有效、可行的。

关键词: 信息处理技术, 图像修补, 样本块, 双向匹配

Abstract: In order to solve the issue mismatching and structure disconnecting in exemplar-based image inpainting, an exemplar bidirectional matching algorithm for image inpainting is proposed. The neighborhoods of known and unknown regions in the repairing patch are investigated. The consistency criterion of the unknown region corresponding information in the matching patch and in the repairing patch is adopted. The priority of the repairing patch and the best matching patch are determined by the similarity of the known information and the consistency of the unknown information in the repairing patch. The known information of the image is sufficiently used. It can effectively solve the problems of mismatching and structure disconnecting in Criminis algorithm and the problem of blurring in Kawai algorithm. Experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.

Key words: information processing technology, image inpainting, exemplar patches, bidirectional matching

中图分类号: 

  • TN919
[1] Criminisi A, Patrick P, Kentaro T. Region filling and object removal by exemplar-based image inpainting[J]. IEEE Transactions on Image Processing, 2004,13(9): 1200-1212.
[2] Norihiko K, Tomokazu S, Naokazu Y. Image inpainting considering brightness change and spatial locality of textures and its evaluation[C]∥Proceedings of the 3rd Pacific Rim Symposium on Advances in Image and Video Technology, Berlin, Heidelberg, 2009:271-282.
[3] Komodakis N, Tziritas G. Image completion using efficient belief propagation via priority scheduling and dynamic pruning[J]. IEEE Transactions on Image Processing,2007,16(11):2649-2661.
[4] Shibata T, Akihiko I, Senda S. Image inpainting based on probabilistic structure estimation[C]∥10th Asian Conference on Computer Vision, Queenstown, New Zealand, 2010:109-120.
[5] Wong A, Orchard J. A nonlocal-means approach to exemplar-based inpainting[C]∥15th IEEE Inter-national Conference on Image Processing,San Diego,CA,USA, 2008:2600-2603.
[6] Wexler Y, Shechtman E, Irani M. Space-time completion of video[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2007,29(3):463-476.
[7] Arias P, Gabriele F, Vicent C, et al. A variational framework for exemplar-based image inpainting[J]. International Journal of Computer Vision,2011,9(3):319-347.
[8] Cao F, Gousseau Y, Masnou S, et al. Geometrically guided exemplar-based inpainting[J]. SIAM Journal on Imaging Sciences,2011,4(4):1143-1179.
[9] He K, Sun J. Statistics of patch offsets for image completion[C]∥12th European Conference on Computer Vision, Florence, Italy, 2012:16-29.
[10] 何凯,张丽莹,高俊俏. 一种稳健的基于等照度线的图像修复算法[J]. 吉林大学学报:工学版,2016,46(3):929-933.
He Kai,Zhang Li-ying,Gao Jun-qiao, A robust image inpainting algorithm based on isophote[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2016,46(3):929-933.
[11] 李志丹,和红杰,陈帆,等. 联合4方向特征的全局优化图像补全[J]. 光学精密工程,2015,23(4):1171-1178.
Li Zhi-dan,He Hong-jie,Chen Fan,et al. Image completion with global optimization based on four-direction features[J]. Optics and Precision Engineering,2015,23(4):1171-1178.
[12] 邓承志,刘娟娟,汪胜前,等.保留结构特征的稀疏性正则化图像修复[J].光学精密工程,2013,21(7):1906-1913.
Deng Cheng-zhi, Liu Juan-juan, Wang Sheng-qian, et al. Feature retained image inpainting based on sparsity regularization[J].Optics and Precision Engineering,2013,21(7):1906-1913.
[13] Questionnaire and RMSE evaluation for image inpainting[DB/OL].[2015-01-28].http:∥yokoya.naist.jp/research/inpainting/.
[1] 苏寒松,代志涛,刘高华,张倩芳. 结合吸收Markov链和流行排序的显著性区域检测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1887-1894.
[2] 徐岩,孙美双. 基于卷积神经网络的水下图像增强方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1895-1903.
[3] 黄勇,杨德运,乔赛,慕振国. 高分辨合成孔径雷达图像的耦合传统恒虚警目标检测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1904-1909.
[4] 李居朋,张祖成,李墨羽,缪德芳. 基于Kalman滤波的电容屏触控轨迹平滑算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1910-1916.
[5] 应欢,刘松华,唐博文,韩丽芳,周亮. 基于自适应释放策略的低开销确定性重放方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1917-1924.
[6] 陆智俊,钟超,吴敬玉. 星载合成孔径雷达图像小特征的准确分割方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1925-1930.
[7] 刘仲民,王阳,李战明,胡文瑾. 基于简单线性迭代聚类和快速最近邻区域合并的图像分割算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1931-1937.
[8] 单泽彪,刘小松,史红伟,王春阳,石要武. 动态压缩感知波达方向跟踪算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1938-1944.
[9] 姚海洋, 王海燕, 张之琛, 申晓红. 双Duffing振子逆向联合信号检测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1282-1290.
[10] 全薇, 郝晓明, 孙雅东, 柏葆华, 王禹亭. 基于实际眼结构的个性化投影式头盔物镜研制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1291-1297.
[11] 陈绵书, 苏越, 桑爱军, 李培鹏. 基于空间矢量模型的图像分类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 943-951.
[12] 陈涛, 崔岳寒, 郭立民. 适用于单快拍的多重信号分类改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 952-956.
[13] 孟广伟, 李荣佳, 王欣, 周立明, 顾帅. 压电双材料界面裂纹的强度因子分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 500-506.
[14] 林金花, 王延杰, 孙宏海. 改进的自适应特征细分方法及其对Catmull-Clark曲面的实时绘制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 625-632.
[15] 王柯, 刘富, 康冰, 霍彤彤, 周求湛. 基于沙蝎定位猎物的仿生震源定位方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 633-639.
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[1] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[2] 周逢道, 唐红忠, 郭新, 王金玉. 时间域电磁探测发射电流过冲产生原理及抑制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 1023 -1028 .
[3] 刘少刚, 郭云龙, 贾鹤鸣. 基于直线特征提取匹配搜救机器人的同步定位与地图构建[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 1035 -1044 .
[4] 李占山, 张良, 郭劲松, 张乾. 基于问题结构的边界启发式方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 1045 -1051 .
[5] 桑爱军, 穆森, 王墨林, 崔海廷, 陈贺新. 基于多维矢量矩阵的多视角视频编码[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 1110 -1115 .
[6] 佟金, 王亚辉, 樊雪梅, 张书军, 陈东辉. 生鲜农产品冷链物流状态监控信息系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(06): 1707 -1711 .
[7] 林君,符磊,王言章,徐江,嵇艳鞠,杨蒙蒙. 接地电性源空地瞬变电磁探测传感器的研制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(3): 888 -894 .
[8] 高振海, 李扬, 张慧, 张利丹, 胡宏宇. 不同车速下驾驶员变换车道前视行为特征规律[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1385 -1390 .
[9] 苏畅, 付黎明, 魏君, 李硕, 黄蕾, 曹越. 基于感性工学和主成分分析的车身色彩设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1414 -1419 .
[10] 郎利辉, 王耀, 李奎, 孙志莹, 张泉达. 板材充液成形过程反胀效应影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1567 -1576 .