Automatická technika opravy obrazu zásuvkového boxu s trapézovým obložením a jeho aplikácia

Mar 31, 2023

Zanechajte správu

Obrázky sú hlavným zdrojom informácií, ktoré ľudia získavajú z vonkajšieho sveta. Odkedy existujú obrázky, existuje aj technológia na opravu poškodených obrázkov. Technika obnovy maľby je staré umenie. V európskej renesancii, s cieľom obnoviť stratené alebo poškodené časti umeleckých diel pri zachovaní celkového účinku diel, ľudia začali opravovať umelecké diela, čo malo za cieľ najmä vyplniť trhliny alebo ryhy na dielach, takáto práca sa nazýva Inpainting.

V súčasnosti sa technológia opráv obrazu Inpainting stala novým aktívnym výskumným smerom v oblasti obrazového inžinierstva. Jeho účelom je študovať a riešiť, ako lepšie realizovať detekciu poškodenej časti obrazu a automaticky obnoviť poškodenú časť pomocou algoritmu opravy obrazu podľa efektívnych informácií okolo poškodeného obrazu. Hoci niektoré výkonné softvéry na digitálne spracovanie obrazu, ako napríklad Photoshop, môžu vykonávať aj profesionálne spracovanie špeciálnych efektov a opravy poškodených obrázkov, vyžaduje si však skúsených technikov, aby vykonali zložité manuálne spracovanie, ktoré nedokáže dosiahnuť účel „počítačovej inteligencie“ automaticky. spracovanie.

Najprv sa pozrime na príklad opravy obrazu. Obrázok 1(b) zobrazuje symbol písmena ako „@“, ktorého časť je blokovaná prekážkou. Podľa vizuálnych skúseností ľudí a s odvolaním sa na tvar zakrytého objektu a okolité obrazové informácie sa urobí odhad, že po odstránení prekážky sa znaky zobrazené na obrázku 1(a) alebo ako je znázornené na obrázku 1(c) sa môžu objaviť a výsledky opravy na obrázku 1(a) a obrázku 1(c) môžu byť správne. Počítačový obraz Technológia Inpainting simuluje tento efekt z pohľadu ľudskej vizuálnej psychológie. Podľa okrajovej informácie zakrývaného objektu sa rozširuje a difunduje, spája hranicu v určitom smere, vypĺňa zakrytú časť a dosahuje vizuálnu konektivitu. Z obrázku samozrejme vidíme aj to, že veľkosť poškodenej informácie (veľkosť prekážky) obrazu priamo ovplyvňuje aj názor ľudí na vizuálnu konektivitu. Z matematického hľadiska je jav, že výsledky opravy obrazu nie sú ojedinelé v prípade nedostatočnej informácie okolo poškodeného obrazu, patologickým problémom, preto je potrebné aj pri technike domaľovania obrazu vychádzať z teórie počítačového videnia. Tento problém je riešený obmedzeným algoritmom opravy návrhu s určitými predpokladmi.

Podľa Bayesovho štrukturálneho systému je dokonalý ideálny obraz získaný z neúplných a deformovaných údajov založený na „najlepšej hypotéze“ alebo „najlepšom odhade“ zo simulovaného obrazu obnovy ľudského oka. Táto „najlepšia hypotéza“ je založená na nasledujúcich dvoch dôležitých faktoroch:

1. Obrazový dátový model: Ako môžeme získať viac informácií z existujúcich obrazových dát v pôvodnom obraze.

2. Predmodel obrazu: Aký druh obrazového modelu by mal byť neporušený pôvodný obraz. Ak napríklad obnovujeme obrázok banánu alebo jablka v miske s ovocím, budeme mať predsudok, že by mal mať hladký tvar, plný žltej a červenej.

Preto „optimálnym odhadom“ je maximalizovať pravdepodobnosť toho druhého v Bayesovom pravdepodobnostnom modeli, doplniť chýbajúcu alebo poškodenú časť obrázka podľa určitých pravidiel algoritmu tak, aby sa opravený obrázok priblížil alebo dosiahol vizuálny efekt pôvodný obrázok.

Pre techniku obnovy štruktúry textúry obrazu, ako je kresba dreva, skalný vzor atď., je hlavnou myšlienkou simulácia a generovanie lokálnej textúry na vyplnenie. Pretože textúra je odrazom distribúcie alebo charakteristík materiálových komponentov, informácie o jej lokálnom tvare môžu vyjadrovať zhodnosť tej istej textúry. Pre mapu textúry sú akékoľvek dva malé kúsky textúry podobné, takže metódu syntézy textúry možno použiť na opravu obrazu: (1) Štatistika histogramu informácií o farbe každého pixelu v rámci nastaveného rozsahu; (2) Vytvorte váhovú tabuľku na výpočet stupňa určenia súvisiacich informácií o farbe pixelov; (3) Vyhodnoťte a vyberte najvhodnejšie pixely na obnovu obrazu; (4) Cyklujte, kým sa poškodený obrázok nevyplní. V rôznych algoritmoch pre syntézu textúr by sme mali rozšíriť rozsah výskumu zo všeobecnej textúry na smerovú textúru a ďalej ho rozšíriť na syntézu povrchovej textúry, syntézu video textúry atď.

Pre techniku Inpainting netextúrovaných obrázkov v súčasnosti výskumníci väčšinou používajú opravný algoritmus založený na modeli parciálnej diferenciálnej rovnice vysokého rádu (PDE). Hlavnou myšlienkou je použitie okrajových informácií oblasti, ktorá sa má opraviť, na určenie informácie o difúzii a smeru difúzie, od anizotropie regionálnej hranice po difúziu hranice. Algoritmus môže vyplniť viacero oblastí s rôznymi štruktúrami a pozadiami súčasne a neexistuje žiadne obmedzenie na topologický vzťah zaplátanej oblasti. Okrem toho Manou a kol. navrhol rýchly obraz Technika maľovania na základe vyššie uvedených myšlienok. Určením smeru čiary izointenzity na hranici oblasti, ktorá sa má opraviť a spojením zodpovedajúcich čiar izointenzity s rovnými čiarami, hranica vyplní oblasť, ktorá sa má opraviť, šírením informácií o susedstve oblasti, ktorá sa má opraviť, v rozsahu čiary izointenzity. . Táto metóda má dobrý vplyv na jednoduchú opravu obrazu štruktúry a čas opravy sa výrazne skráti.

Technológia opráv Image Inpainting má širokú škálu aplikácií, prvá je na opravu prasklín statického obrazu a odstraňovanie prekážok. V tlačiarenskom priemysle sa dajú ľahko opraviť rôzne typy digitálnych obrázkov, ktoré je potrebné pred tlačou spracovať, ako sú poškodené staré fotografie, poškriabaný prenosový negatív alebo odstránenie prekážok z obrázka, ktoré nesúvisia s obsahom obrázka. Technológia maľby. Používateľom stačí jednoducho vybrať rozsah opravy, počítač automaticky dokončí škrabanie, vyplnenie prázdnej plochy alebo odstráni prekážky po vyplnení vzoru pozadia, môže výrazne skrátiť čas a ručnú záťaž na spracovanie obrazu pred tlačou, ale aj podľa výsledky opravy pre ďalšie spracovanie obrazu.

Druhým je oprava pohyblivého obrazu. Technológia obnovy maľby sa dá použiť vo filmovom a televíznom priemysle. Napríklad v prípade filmovej a televíznej kópie, ak má jeden zo súvislých snímok škrabance, škvrny a iné stavy, ktoré je potrebné opraviť, skonvertujeme súvislé snímky filmu na digitálnu sekvenciu obrazu a potom extrahujeme užitočné informácie zo susedných snímok. kopírovať a opravovať podľa porovnania informácií o rámoch pred a po. Okrem toho je možné pomocou technológie obnovy Inpainting odstrániť aj titulky v rôznych jazykoch z filmu.

Po tretie, v niektorých oblastiach fotografie možno jav červených očí na digitálnych fotografiách eliminovať technológiou Inpainting alebo pomocou technológie Inpainting opraviť prekrývajúce sa časti na susedných fotografiách, keď sa digitálne fotografie nasnímané niekoľkokrát spoja do panoramatických snímok.

Technika maľby pritiahla pozornosť mnohých vedcov v Číne a stala sa aktívnou výskumnou oblasťou v zahraničí. Celkovo vzaté, technické výhody Inpainting budú určite zahrnuté vo viacerých aplikáciách obrazu, ako je biomedicína, diaľkový prieskum Zeme, a podporia rozvoj tejto technológie v rôznych oblastiach.