[发明专利]一种结合领域知识的唐卡图像修复方法

说明书

技术领域

本发明属于图像修复技术领域，尤其涉及一种结合领域知识的唐卡图像修 复方法。

背景技术

数字图像修复技术是目前计算机视觉领域的研究热点，一个重要的应用是 文化遗产、艺术品的虚拟复原。我国的唐卡作为一种活态文化和重要的非物质 文化遗产，不仅是雪域高原上的绚丽奇葩，而且其厚重的历史意蕴、深邃的宗 教思想、百科全书式的藏文化内涵，成为今天研究藏族历史、民族、民俗、宗 教和绘画艺术等方面极其重要的实物资料，众多珍品独一无二。但历经沧桑， 损毁严重，残损情况触目惊心，亟待抢救整理。毫无疑问，提高计算机对文化 遗产、艺术品及图像智能信息处理能力的研究有重要学术价值，广泛的应用前 景，对社会经济和文化发展具有重要意义。

鉴于艺术品领域的复杂性、图像的多样性及图像模式的复杂性，形成了图 像修复领域一系列的挑战性课题。通用的具有一定智能水平和识别能力的图像 虚拟复原可能还有很长的路要走，一种结合领域知识的唐卡图像修复问题，主 要解决图像中破损区域是“关键块”的修复方法。近年来，我们在破损唐卡的 数字图像修复方面，已经解决了部分的问题：

在大量的图像中，如何判断或检测是唐卡图像还是非唐卡图像？首先对图 像进行归一化、分块处理等预处理过程；通过图像信息熵、图像颜色变化率以 及图像对称性等特征提取，得到用于区分唐卡图像与非唐卡图像的鉴别特征； 然后对图像信息熵特征、图像颜色变化率特征、图像对称性特征的相似性度量， 采用间隔阈值渐进算法作为主分类器实现对唐卡图像与非唐卡图像的分类。该 方法获得授权专利：一种唐卡图像与非唐卡图像的区分方法，专利号：ZL 201110320662.3。

根据破损的唐卡图像破损块形状、破损块邻域的信息以及现有的修复算法 特点等，提出了不同破损区域采用不同修复算法的问题，解决了相关技术问题， 主要包括：第一，对破损块形状分类。首先使用现有的分水岭方法分割待修复 图像，并对破损区域中各个破损块的形状分为线状和块状，实现破损块形状分 类。第二，对破损块的邻域分类。采用灰度共生矩阵提取邻域块的二阶统计信 息，通过灰度共生矩阵提取反应纹理的各种特征，并对特征进行高斯归一化， 采用现有的K近邻法将邻域块分为纹理块和非纹理块，实现破损块邻域的分类。 第三，对破损块修复。结合修复算法的特点、破损块的形状和破损邻域块的类 型制定算法的选择规则，实现破损区域的自动修复。该方法获得授权专利：基 于破损块形状和邻域分类的唐卡图像修复方法，专利号:ZL 201110320658.7。

研究中发现，对于破损图像中破损块，若其为该图像中是“唯一块”，如一 幅释迦牟尼佛唐卡图像，左耳朵破损或信息丢失，左耳朵在该图中是唯一块， 但同时这样的块在该图像中有对称的样本，对于均匀对称的佛头像，右耳朵即 为水平方向的对称样本，可以利用对称样本块的方法修复左耳朵。类似这样的 破损图像修复问题，我们提出了基于对称样本块的图像修复方法，由破损区域 分割阶段与破损区域修复阶段构成。按照下述步骤进行，首先，破损区域的分 割阶段，包括预处理、图像分割方法选择；其次，破损区域边界点的确定及寻 找优先权最高的点，并确定优先权最高的待修复块；第三，在非破损区域内搜 索待修复块的最佳对称样本块；第四，利用对称的对应规则将最佳对称样本块 的像素值填充到待修复块中；第五，更新破损区域的面积；后面的四个步骤反 复进行，直到破损区域的面积为零时为止。该方法能有效的修复图像中破损的 对称结构，也成功应用于具有对称结构的破损唐卡图像的修复中，并申请了专 利：基于对称样本块的图像修复方法，进入实审阶段，申请号：201410498115.8。

此外，纵观现有的图像修复方法，都是面向具体的应用对象，各种方法都 有一定的适用性和局限性，所以图像修复也没有一般的方法解决所有的问题。 在实际的唐卡破损图像修复研究中，如果破损区域在整个图像中是“唯一”且 不具有上面所述的对称样本，如一幅释迦牟尼佛的唐卡图像，其发髻或某个手 势破损，该类型破损图像的修复显然不能利用破损区域周围信息填充的方法， 本图中也没有对称样本，这种具有一定语义的破损区域我们称其为唯一“关键 块”。解决这类破损图像的修复问题，有非常重要的实用价值。目前，还未专门 研究和文献报道。

综上所述，现有技术存在的问题是：不能够对唯一“关键块”破损的唐卡 图像进行修复。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种结合领域知识的唐卡图像修 复方法。