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1、 沈阳大学毕业设计（论文） 数字图像修复算法的研究目录引言 3 1 数字图像修复的概况.61.1 图像修复的研究背景与意义 .61.2 图像修复算法的国内外研究现状 .82 图像修复理论.122.1 认知心理学格式塔理论与图像修复 .122.2 图像修复的三大原则 .142.3 图像修复效果的评判标准 .153 经典算法介绍 .173.1 基于 SOM 网络的图像修复 .173.2 基于纹理合成的图像修复 .224 基于 TV 模型的数字图像修复.314.1TV 修复模型的介绍 .314.2 TV 修复模型的基本原理 .334.3 TV 修复模型算法的数值实现 .354.4 实验结果与分析 .
2、40结论 .47致 谢 .48参考文献 .50附录 1 源程序清单.52沈阳大学毕业设计（论文） NO 1摘要摘要对图像的损坏或缺失区域进行修复在数字图像处理领域是一个重要课题。同样在信号处理、计算机视觉和计算机图形学也是一个热点问题，主要任务是让计算机自动按照人眼视觉特点，根据图像破损区周边的信息来修复指定的破损区。数字图像修复是对图像中信息缺损的区域进行的修复，其主要目标是修复有信息缺失的部分，并使人们没有办法发觉图像曾经破损或者已经被修复。在该领域的研究，国外的发展要比国内的发展好的非常多。为了提高受损数字图像的修复质量，将整体变分模型用在图像修复中。本文阐述了全变分修复模型的原理数的实
3、现算法。基于Matlab编程软件对修复过程仿真的实现，克服了直接求出偏微分方程的难题。仿真实验结果证明，这种算法收敛快、修复图像的视觉质量也非常好，特别适合线状裂痕的图像修复。随着迭代次数的增长，被修补区域贴近原图的质量，当破损区域较小而且受损区域灰度梯度不大的时侯，不会出现明显的修复痕迹。关键词：破损图像；全变分；算法收敛；数字图像修复；偏微分方程沈阳大学毕业设计（论文） NO 2AbstractReconstruction of missing or damaged regions of images, known as inpainting or retouching is a very
4、 important topic in image processing and a hot spot in signal processing, computer vision and computer praphics. Its main work is to make a computer automatically inpaint appointed damaged region in a digital image according to the information of the regions around the damaged regions and characteri
5、stics of human vision. Image restoration is to repair the damaged area of the image, its main task is to repair the part of information deletion, and make people have no way to find the damaged images have been repaired. In the field of research, the development of foreign is better than the develop
6、ment of the domestic. In order to improve the inpainting quality of the damaged image, the TV model is used for image restoration. TV model are introduced in this algorithm, and the application of model. The TV model theory, structure and numerical algorithm are introduced. The process of repairing
7、is programmed based on matlab software, overcomes the problem of partial differential equations directly. Simulation experiment results show that this algorithm converges fast, the repair quality is very good, especially suitable for image restoration of the linear cracks. As the growth of the numbe
8、r of iterations, the repaired area is close to the original image quality, when the damaged area is small and the damaged area is small and the damage area gray gradient is not big, it cannot appear obvious trace.KeywordsKeywords： damaged image；total variation；algorithm convergence；digital image inp
9、ainting； partial differential equation.沈阳大学毕业设计（论文） NO 3引言引言随着 Internet 的讯速发展，信息爆炸式增加，信息负荷问题变的越来越厉害。信息的更新速率也变得越来越高了，在大量而又广泛的信息里要想查找信息就难如登天。那是因为搜索引擎的顺势的原因，却能够在很大程度上适应搜索信息的需求。伴着 Internet 的搜索引擎的日趋庞大和深入的发展，进一步突显出大量信息和日益增长的所需信息能力的矛盾。所以，怎样从中获取一定的内容知识和信息成为难以解决的一种困扰。对于互联网时代大量杂乱的信息，文本挖掘技术对于深层次综合利用信息和智能高效地处理有
10、着非常重要的作用。国际有很多的国家得到文本挖掘技术，来期待对“堆积如山”的信息进行大量的过滤，开发和利用，提取发现有价值的知识。为了可以长久的保存珍贵的文物图画、老旧照片和难得的电影视频等，一般都会采用计算机扫描技术把它的信息储存到计算机中，但是这样的过程中，不可避免把折痕、污点或者划痕等情况一起带到图像中来，所以为了确保获得的图像信息的视觉效果，要求将破损的数字图像修复完整。在计算机视觉领域和计算机图形学等领域数字图像修复技术现在发展成为一个研究热点，并在医要、工业、影像等领域获得了愈来愈广泛的应用。数字图像修复技术理所应当地成为一个好的选择。因为它不仅可以反复修理，直到用户满意的数码图像的
11、视觉效果，而且没有损害原始图像的风险。图像修复是图像处理的一个重要组成环节,主要是使用某种方法来修复图像的划痕和缺陷,或将指定的对象从图像和文本中删除，以达到预期的目沈阳大学毕业设计（论文） NO 4的。经过计算机应用一定的算法对图形图像进行处理的技术把它叫做数字图像。数字图像的处理是讨论“图像信息的变换、显示、选取、传送、储存、综合与理解”的一门新兴的学科。按照不同的抽象程度，图像的处理又可以分作以下几个阶段：图像分析、图像的理解和狭义图像的处理。图像中缺失或者破坏的部分根据图像修复技术1，通过没有被破损的图像信息，按照特定的规则填补，使填补后的图像接近或达到原始图像的良好视觉效果。破损的珍
12、贵作品要经过图像修复有效的数字化，并除去图像中的文字或者其他不期望的对象；也可以用于视频的点播，改善网络中取舍或者破损的视频信息的视觉效果。图像修复使用一些特定的算法主要针对产生划痕和缺陷破碎的图像进行修复,或者从图像中删除文字和制定对象的方法，以达到特定的目的。数字图像修复是一种新兴技术，伴着计算机硬件的快速发展，数字图像的及时处理已成为可能，随着数字图像修复的多种算法的出现，使得其处理越来越便捷，能更好的被使用。数字图像处理技术到目前为止已经在各个领域上都有了比较普遍的应用。图像处理的信息量非常大，要求处理速度也比较高。MATLAB强大的图形展示和运算功能，使图像被处理得更加的简单和直观。本文主要介绍了 TV 模型对数字图像修复的贡献，TV 模型的算法2和运行方法，为了实现该功能主要使用 MATLAB 软件。MathWorks 公司推出的MATLAB 软件是学习数理知识的好帮手。应用 MATLAB 友好的界面和丰富、实用、高效的指令及模块，能够使人很快地认识、理解图像处理的相关概念，逐渐的掌握图像信号处理的基本方法，进而能够解决相关的工程和科研中的问题。MATLAB 是一款主要用来数值计算和图像处理的软件工具。由于采用了沈阳大学毕业设计（论文） NO 5矩阵的方式来存储数据，所以在图像处理领域才能发挥速度快，效率高等优
