Τεχνική αυτόματης επιδιόρθωσης εικόνας Drawer Box With Trapezoidal Lining και η εφαρμογή της

Τεχνική αυτόματης επιδιόρθωσης εικόνας Drawer Box With Trapezoidal Lining και η εφαρμογή της

Οι εικόνες είναι η κύρια πηγή πληροφοριών που λαμβάνουν οι άνθρωποι από τον έξω κόσμο. Από τότε που υπήρχαν εικόνες, υπάρχει και η τεχνολογία για την επιδιόρθωση σπασμένων εικόνων. Η τεχνική αποκατάστασης εικόνων με ζωγραφική είναι μια αρχαία τέχνη. Στην Ευρωπαϊκή Αναγέννηση, προκειμένου να αποκατασταθούν τα χαμένα ή κατεστραμμένα μέρη των έργων τέχνης διατηρώντας το συνολικό αποτέλεσμα των έργων, οι άνθρωποι άρχισαν να επισκευάζουν τα έργα τέχνης, τα οποία ήταν κυρίως για να γεμίσουν τις ρωγμές ή τις ρωγμές στα έργα. μια τέτοια εργασία ονομάζεται Inpainting.

Σήμερα, η τεχνολογία επισκευής image Inpainting έχει γίνει μια νέα ενεργή ερευνητική κατεύθυνση στον τομέα της μηχανικής εικόνας. Σκοπός του είναι να μελετήσει και να λύσει πώς να πραγματοποιήσει καλύτερα την ανίχνευση του κατεστραμμένου τμήματος της εικόνας και να αποκαταστήσει αυτόματα το κατεστραμμένο τμήμα με τον αλγόριθμο επιδιόρθωσης εικόνας σύμφωνα με τις αποτελεσματικές πληροφορίες γύρω από την κατεστραμμένη εικόνα. Αν και κάποιο ισχυρό λογισμικό επεξεργασίας ψηφιακής εικόνας, όπως το Photoshop, μπορεί επίσης να πραγματοποιήσει επαγγελματική επεξεργασία ειδικών εφέ και επισκευή κατεστραμμένων εικόνων, απαιτεί όμως έμπειρους τεχνικούς να εκτελούν περίπλοκη χειροκίνητη επεξεργασία, ανίκανοι να επιτύχουν τον σκοπό της αυτόματης «νοημοσύνης υπολογιστή». επεξεργασία.

Ας δούμε πρώτα ένα παράδειγμα επισκευής εικόνας. Το Σχήμα 1(β) δείχνει ένα σύμβολο γράμματος όπως "@", μέρος του οποίου μπλοκάρεται από ένα εμπόδιο. Σύμφωνα με την οπτική εμπειρία των ανθρώπων και με αναφορά στο σχήμα του συσκοτισμένου αντικειμένου και στις πληροφορίες γύρω από την εικόνα, γίνεται μια εικασία ότι μετά την αφαίρεση του εμποδίου, οι χαρακτήρες όπως φαίνεται στο Σχήμα 1(α) ή όπως φαίνεται στο Σχήμα 1(γ) μπορεί να εμφανιστούν και τα αποτελέσματα επισκευής του Σχήματος 1(α) και του Σχήματος 1(γ) μπορεί να είναι σωστά. Η τεχνολογία Inpainting εικόνας υπολογιστή προσομοιώνει αυτό το αποτέλεσμα από την οπτική γωνία της ανθρώπινης οπτικής ψυχολογίας. Σύμφωνα με τις πληροφορίες άκρων του αντικειμένου που πρόκειται να καλυφθεί, εκτείνεται και διαχέεται, συνδέει το όριο σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, γεμίζει το καλυμμένο τμήμα και επιτυγχάνει οπτική συνδεσιμότητα. Φυσικά, μπορούμε επίσης να δούμε από το σχήμα ότι το μέγεθος των κατεστραμμένων πληροφοριών (το μέγεθος του εμποδίου) της εικόνας επηρεάζει επίσης άμεσα την κρίση οπτικής συνδεσιμότητας των ανθρώπων. Από μαθηματική άποψη, το φαινόμενο ότι τα αποτελέσματα επισκευής εικόνας δεν είναι μοναδικά στην περίπτωση ανεπαρκών πληροφοριών γύρω από την κατεστραμμένη εικόνα είναι ένα παθολογικό πρόβλημα, επομένως η τεχνική Inpainting εικόνας πρέπει επίσης να βασίζεται στη θεωρία όρασης υπολογιστή. Αυτό το πρόβλημα επιλύεται από έναν περιορισμένο αλγόριθμο επισκευής σχεδιασμού με ορισμένες υποθέσεις.

Σύμφωνα με το δομικό σύστημα Bayes, η τέλεια ιδανική εικόνα που λαμβάνεται από ελλιπή και παραμορφωμένα δεδομένα βασίζεται στην "καλύτερη υπόθεση" ή "καλύτερη εικασία" που έγινε από την προσομοιωμένη εικόνα αποκατάστασης ανθρώπινου ματιού. Αυτή η «καλύτερη υπόθεση» βασίζεται στους ακόλουθους δύο σημαντικούς παράγοντες:

1. Μοντέλο δεδομένων εικόνας: Πώς μπορούμε να λάβουμε περισσότερες πληροφορίες από υπάρχοντα δεδομένα εικόνας στην αρχική εικόνα.

2. Προμοντέλο εικόνας: Τι είδους μοντέλο εικόνας θα πρέπει να είναι η άθικτη αρχική εικόνα. Για παράδειγμα, αν αποκαθιστούμε μια εικόνα μιας μπανάνας ή ενός μήλου σε μια φρουτιέρα, θα έχουμε την προκατάληψη ότι πρέπει να έχει ένα λείο σχήμα, γεμάτο κίτρινο και κόκκινο.

Επομένως, η "βέλτιστη εικασία" είναι η μεγιστοποίηση της πιθανότητας της τελευταίας στο μοντέλο πιθανοτήτων Μπεϋζιάν, η συμπλήρωση του χαμένου ή κατεστραμμένου τμήματος της εικόνας σύμφωνα με ορισμένους κανόνες αλγορίθμου, έτσι ώστε η επισκευασμένη εικόνα να πλησιάσει ή να φτάσει στο οπτικό εφέ του την αρχική εικόνα.

Για την τεχνική αποκατάστασης εικόνας Inpainting της δομής υφής, όπως κόκκοι ξύλου, μοτίβο βράχου κ.λπ., η βασική ιδέα είναι να προσομοιωθεί και να δημιουργηθεί τοπική υφή για γέμισμα. Επειδή η υφή είναι μια αντανάκλαση της κατανομής ή των χαρακτηριστικών των συστατικών του υλικού, οι πληροφορίες για το τοπικό σχήμα της μπορούν να εκφράσουν τα κοινά στοιχεία της ίδιας υφής. Για έναν χάρτη υφής, οποιαδήποτε δύο μικρά κομμάτια υφής είναι παρόμοια, επομένως η μέθοδος σύνθεσης υφής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επιδιόρθωση της εικόνας με: (1) Στατιστικά ιστογράμματος των πληροφοριών χρώματος κάθε εικονοστοιχείου εντός μιας καθορισμένης περιοχής. (2) Δημιουργήστε έναν πίνακα βαρών για να υπολογίσετε τον βαθμό προσδιορισμού των σχετικών πληροφοριών χρώματος pixel. (3) Αξιολογήστε και επιλέξτε τα πιο ταιριαστά pixel για αποκατάσταση εικόνας. (4) Κάντε κύκλο μέχρι να γεμίσει η κατεστραμμένη εικόνα. Σε διάφορους αλγόριθμους για τη σύνθεση υφής, θα πρέπει να επεκτείνουμε το πεδίο της έρευνας από τη γενική υφή στην κατευθυντική υφή και περαιτέρω στη σύνθεση υφής επιφάνειας, σύνθεση υφής βίντεο και ούτω καθεξής.

Για την τεχνική Inpainting εικόνων χωρίς υφή, επί του παρόντος οι ερευνητές χρησιμοποιούν ως επί το πλείστον τον αλγόριθμο επισκευής που βασίζεται σε μοντέλο μερικής διαφορικής εξίσωσης υψηλής τάξης (PDE). Η κύρια ιδέα είναι να χρησιμοποιηθούν οι πληροφορίες ακμών της περιοχής που πρόκειται να επισκευαστεί για τον προσδιορισμό των πληροφοριών διάχυσης και της κατεύθυνσης διάχυσης, από την ανισοτροπία του περιφερειακού ορίου έως την οριακή διάχυση. Ο αλγόριθμος μπορεί να γεμίσει πολλές περιοχές με διαφορετικές δομές και υπόβαθρα ταυτόχρονα και δεν υπάρχει περιορισμός στην τοπολογική σχέση της επιδιορθωμένης περιοχής. Επιπλέον, οι Manou et al. πρότεινε μια τεχνική ταχείας ζωγραφικής εικόνας βασισμένη στις παραπάνω ιδέες. Καθορίζοντας την κατεύθυνση γραμμής ισοέντασης στο όριο της περιοχής που πρόκειται να επισκευαστεί και συνδέοντας αντίστοιχες γραμμές ισοέντασης με ευθείες γραμμές, το όριο γεμίζει την προς επισκευή περιοχή διαδίδοντας τις πληροφορίες γειτονιάς της προς επισκευή περιοχής εντός της περιοχής της γραμμής ισοέντασης . Αυτή η μέθοδος έχει καλό αποτέλεσμα στην απλή επισκευή εικόνας δομής και ο χρόνος επισκευής μειώνεται σημαντικά.

Η τεχνολογία επισκευής Image Inpainting έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, η πρώτη είναι για επισκευή στατικής ρωγμής εικόνας και αφαίρεση εμποδίων. Στη βιομηχανία εκτύπωσης, διαφορετικοί τύποι ψηφιακών εικόνων που πρέπει να υποστούν επεξεργασία πριν από την εκτύπωση, όπως κατεστραμμένες παλιές φωτογραφίες, γρατσουνισμένο αρνητικό μετάδοσης ή αφαίρεση εμποδίων από την εικόνα που δεν σχετίζονται με το περιεχόμενο της εικόνας, μπορούν εύκολα να επιδιορθωθούν με Τεχνολογία ζωγραφικής. Οι χρήστες πρέπει απλώς να επιλέξουν το εύρος επισκευής, ο υπολογιστής θα ολοκληρώσει αυτόματα την γρατσουνιά, το γέμισμα της κενής περιοχής ή θα αφαιρέσει τα εμπόδια αφού γεμίσει το μοτίβο φόντου, μπορεί να μειώσει σημαντικά τον χρόνο και το χειροκίνητο φόρτο εργασίας της επεξεργασίας εικόνας πριν από την εκτύπωση, αλλά και σύμφωνα με τα αποτελέσματα επισκευής για περαιτέρω επεξεργασία εικόνας.

Το δεύτερο είναι η επισκευή εικόνας κίνησης. Η τεχνολογία αποκατάστασης Inpainting μπορεί να εφαρμοστεί στη βιομηχανία ταινιών και τηλεόρασης. Για παράδειγμα, για αντιγραφή ταινίας και τηλεόρασης, εάν ένα από τα συνεχόμενα καρέ έχει γρατσουνιές, λεκέδες και άλλες συνθήκες που πρέπει να επισκευαστούν, μετατρέπουμε τα συνεχή καρέ του φιλμ σε ψηφιακή ακολουθία εικόνας και στη συνέχεια εξάγουμε χρήσιμες πληροφορίες από τα διπλανά καρέ να αντιγράφει και να επισκευάζει σύμφωνα με τη σύγκριση των πληροφοριών των κουφωμάτων πριν και μετά. Επιπλέον, οι υπότιτλοι σε διάφορες γλώσσες στην ταινία μπορούν επίσης να αφαιρεθούν με την τεχνολογία αποκατάστασης Inpainting.

Τρίτον, σε ορισμένα πεδία φωτογραφίας, το φαινόμενο των κόκκινων ματιών στις ψηφιακές φωτογραφίες μπορεί να εξαλειφθεί με την τεχνολογία Inpainting ή τα επικαλυπτόμενα μέρη σε γειτονικές φωτογραφίες μπορούν να επιδιορθωθούν με την τεχνολογία Inpainting όταν οι ψηφιακές φωτογραφίες που τραβήχτηκαν πολλές φορές ενωθούν μεταξύ τους σε πανοραμικές εικόνες.

Η τεχνική της ζωγραφικής έχει προσελκύσει την προσοχή πολλών μελετητών στην Κίνα και έχει γίνει ένα ενεργό ερευνητικό πεδίο στο εξωτερικό. Συνολικά, τα τεχνικά πλεονεκτήματα του Inpainting σίγουρα θα εμπλέκονται σε περισσότερες εφαρμογές εικόνας, όπως η βιοϊατρική, η τηλεπισκόπηση και η προώθηση της ανάπτυξης αυτής της τεχνολογίας σε διαφορετικούς τομείς.