Техніка автоматичного ремонту зображення ящика ящика з трапецієподібною підкладкою та її застосування

Техніка автоматичного ремонту зображення ящика ящика з трапецієподібною підкладкою та її застосування

Зображення є основним джерелом інформації, яку людина отримує із зовнішнього світу. Оскільки з’явилися зображення, з’явилась і технологія відновлення зламаних зображень. Техніка реставрації зображень у живописі — стародавнє мистецтво. В епоху європейського Відродження, щоб відновити втрачені або пошкоджені частини творів мистецтва, зберігаючи загальний ефект від творів, люди почали ремонтувати твори мистецтва, що в основному полягало в тому, щоб заповнити тріщини або рани на роботах, така робота називається Inpainting.

Сьогодні технологія ремонту зображення Inpainting стала новим активним напрямком досліджень у сфері імідж-інженерії. Його мета — вивчити та вирішити, як краще реалізувати виявлення пошкодженої частини зображення та автоматично відновити пошкоджену частину за допомогою алгоритму відновлення зображення відповідно до ефективної інформації навколо пошкодженого зображення. Хоча деякі потужні програми для обробки цифрових зображень, такі як Photoshop, також можуть виконувати професійну обробку спеціальних ефектів і ремонтну обробку пошкоджених зображень, але це вимагає від досвідчених техніків для виконання складної ручної обробки, яка не може досягти мети «комп’ютерного інтелекту» автоматично обробки.

Давайте спочатку розглянемо приклад відновлення зображення. На малюнку 1(b) зображено літерний символ, наприклад "@", частина якого заблокована перешкодою. Відповідно до візуального досвіду людей і з огляду на форму затемненого об’єкта та навколишню інформацію про зображення, робиться припущення, що після видалення перешкоди символи, як показано на малюнку 1(a) або як показано на малюнку 1(c) може з’явитися, і результати ремонту на рисунках 1(a) і 1(c) можуть бути правильними. Технологія комп’ютерного зображення Inpainting моделює цей ефект з точки зору візуальної психології людини. Відповідно до інформації про край об’єкта, який потрібно охопити, він розширюється та розсіюється, з’єднує межу в певному напрямку, заповнює охоплену частину та досягає візуальної зв’язності. Звичайно, ми також бачимо з малюнка, що розмір пошкодженої інформації (розмір перешкоди) зображення також безпосередньо впливає на оцінку візуального зв’язку людей. З математичної точки зору, явище, коли результати відновлення зображення не є унікальними у разі недостатньої інформації навколо пошкодженого зображення, є патологічною проблемою, тому техніка зображення Inpainting також повинна базуватися на теорії комп’ютерного зору. Ця проблема вирішується обмеженим алгоритмом ремонту конструкції з певними припущеннями.

Відповідно до байєсівської структурної системи ідеальне ідеальне зображення, отримане з неповних і деформованих даних, ґрунтується на «найкращій гіпотезі» або «найкращому припущенні», зробленому за допомогою змодельованого зображення відновлення людського ока. Ця «найкраща гіпотеза» базується на таких двох важливих факторах:

1. Модель даних зображення: як ми можемо отримати більше інформації з існуючих даних зображення в оригінальному зображенні.

2. Премодель зображення: Якою моделлю зображення має бути незмінне вихідне зображення. Наприклад, якщо ми відновлюємо зображення банана чи яблука у вазі з фруктами, у нас буде упереджене уявлення, що воно має мати гладку форму, насичену жовтим і червоним.

Отже, «оптимальне припущення» полягає в тому, щоб максимізувати ймовірність останнього в байєсівській імовірнісній моделі, заповнити відсутню або пошкоджену частину зображення відповідно до певних правил алгоритму, щоб відремонтоване зображення було близьке до або досягло візуального ефекту вихідне зображення.

Основна ідея техніки відновлення структури текстури Inpainting, як-от текстура деревини, візерунок скелі тощо, полягає в моделюванні та створенні локальної текстури для заливки. Оскільки текстура є відображенням розподілу або характеристик компонентів матеріалу, інформація про її локальну форму може виражати спільність тієї самої текстури. Для карти текстури будь-які дві невеликі частини текстури подібні, тому метод синтезу текстури можна використовувати для відновлення зображення за допомогою: (1) статистики гістограми інформації про колір кожного пікселя в межах встановленого діапазону; (2) Створення вагової таблиці для розрахунку ступеня визначення пов’язаної інформації про колір пікселя; (3) Оцінка та вибір пікселів, які найбільше підходять для відновлення зображення; (4) Циклуйте, доки пошкоджене зображення не заповниться. У різних алгоритмах для синтезу текстур ми повинні розширити сферу дослідження від загальної текстури до спрямованої текстури, а потім розширити її до синтезу текстури поверхні, синтезу текстури відео тощо.

Для техніки Inpainting нетекстурованих зображень наразі дослідники переважно використовують алгоритм відновлення, заснований на моделі рівняння в частинних похідних (PDE) високого порядку. Основна ідея полягає у використанні периферійної інформації області, яка підлягає ремонту, для визначення інформації про дифузію та напрямку дифузії, від анізотропії регіональної межі до граничної дифузії. Алгоритм може заповнювати кілька областей різними структурами та фонами одночасно, і немає обмежень на топологічний зв’язок виправленої області. Крім того, Manou et al. запропонував техніку швидкого малювання зображень, засновану на наведених вище ідеях. Визначаючи напрямок лінії ізоінтенсивності на межі ділянки, що підлягає ремонту, і з’єднуючи відповідні лінії ізоінтенсивності прямими лініями, межа заповнює ділянку, що підлягає ремонту, розподіляючи інформацію про сусідство з ділянкою, яка підлягає ремонту, в межах діапазону лінії ізоінтенсивності. . Цей метод добре впливає на ремонт зображення простої конструкції, а час ремонту значно скорочується.

Технологія ремонту Image Inpainting має широкий спектр застосувань, перше – для відновлення тріщин на статичному зображенні та усунення перешкод. У поліграфічній промисловості різні типи цифрових зображень, які потрібно обробити перед друком, як-от пошкоджені старі фотографії, подряпаний трансмісійний негатив або усунення перешкод із зображення, які не пов’язані із вмістом зображення, можна легко відремонтувати за допомогою Технологія живопису. Користувачам потрібно лише вибрати обсяг ремонту, комп’ютер автоматично завершить подряпину, заповнить порожню область або усуне перешкоди після заповнення фонового візерунка, що може значно скоротити час і ручне навантаження на додрукарську обробку зображень, а також відповідно до результати ремонту для подальшої обробки зображення.

Другий — ремонт рухомого зображення. Технологія реставрації Inpainting може бути застосована в кіно- та телеіндустрії. Наприклад, для фільмів і телевізійних копій, якщо на одному з безперервних кадрів є подряпини, плями та інші умови, які потрібно виправити, ми перетворюємо безперервні кадри плівки в послідовність цифрових зображень, а потім витягуємо корисну інформацію з сусідніх кадрів. копіювати та відновлювати відповідно до порівняння інформації кадрів до та після. Крім того, субтитри різними мовами у фільмі також можна видалити за допомогою технології реставрації Inpainting.

По-третє, у деяких галузях фотографії ефект червоних очей на цифрових фотографіях можна усунути за допомогою технології Inpainting, або частки, що накладаються на сусідніх фотографіях, можна відремонтувати за допомогою технології Inpainting, коли цифрові фотографії, зроблені кілька разів, зшиваються разом у панорамні зображення.

Техніка живопису привернула увагу багатьох вчених у Китаї та стала активною дослідницькою галуззю за кордоном. Загалом, технічні переваги Inpainting, безсумнівно, будуть задіяні в більшій кількості застосувань зображень, таких як біомедицина, дистанційне зондування, і сприятимуть розвитку цієї технології в різних сферах.