[发明专利]一种面向通用空域错误隐藏的自适应混合填充方法

权利要求书

1.一种面向通用空域错误隐藏的自适应混合填充方法，其特征在于，整幅图像按照光栅扫描顺序逐块执行错误隐藏，包括以下步骤：

步骤1、当前受损块C对应着互不重叠的延拓区域A和非局部区域B，延拓区域A含有3×3个块，当前受损块C是位于延拓区域A中心的块，延拓区域A的其它块分别属于正确接收的无错块E、执行错误隐藏后的已隐藏块R或还未进行错误隐藏的后续受损块S，通过各向同性梯度检测器在延拓区域A的无错块E和已隐藏块R中统计邻域梯度特征；

统计邻域梯度特征时，逐一计算无错块E和已隐藏块R中每个像素对应的梯度幅值和梯度角度，分别累计8个方向的梯度幅值，针对位于坐标(i，j)的像素p_i，j，梯度检测表示为：式中g_x(i，j)和g_y(i，j)分别表示坐标(i，j)在x水平方向和y垂直方向的梯度分量；各向同性梯度检测器含有两个3×3像素的梯度掩模算子：和在获取中心像素p_i，j的梯度分量g_x(i，j)和g_y(i，j)后，像素坐标(i，j)处的梯度幅值对应的梯度角度θ_i，j＝tan^-1(g_y(i，j)/g_x(i，j))，梯度角度θ_i，j被归入到8个方向中的某一个，每个方向的角度范围是成对的22.5°；

步骤2、根据收缩填充次序执行局部预测过程，从外层素组到内层素组逐一地恢复受损块的各个素组，同时计算当前素组的预测相关性，其中，一个素组是当前受损块C中一些像素的组合，根据收缩填充次序，若当前受损块C的像素均未进行错误隐藏，则具有最高邻域可用度的所有像素形成第1素组，按先验填充准则执行逐像素的错误隐藏；随后在完成第m-1个素组的错误隐藏后，在剩下的未隐藏像素中，具有最高邻域可用度的所有像素形成第m素组，这些像素按先验填充准则执行错误隐藏，m＝2，3，...，M，M为素组总数，第1素组位于最外层，第M素组位于内层；设x^m，n表示当前受损块C中第m素组的第n个像素，第m素组的所有像素均具有相等的邻域可用度，m表示素组序号，n表示同一素组中的像素序号，m越大表示该素组越晚被填充，n越大表示该像素在同一素组中越晚被填充；x^m，n的邻域可用度是在x^m，n的十六邻域像素中各像素的本体可用度之和，若像素被正确接收或已隐藏，该像素的本体可用度等于1，否则，该像素的本体可用度等于0；

局部预测过程将对当前受损块C的像素逐一执行多方向预测，当前丢失像素对应着一个基本隐藏单元，该基本隐藏单元由一个丢失像素周围的十六邻域像素构成，存在8个等间隔角度的预测方向，基本隐藏单元8个方向上的可用像素用于估计当前丢失像素，设L^m，n表示在丢失像素x^m，n的基本隐藏单元中可用像素的集合，表示在丢失像素x^m，n与它的可用像素p_l所在方向上的梯度幅值，x^m，n的主预测像素p^m，n是指具有最大值的像素，则局部预测过程通过邻域像素的加权叠加来恢复丢失像素式中，δ_l是一个正比于梯度幅值的加权系数，若所有δ_l·p_l项都等于零，则采用相邻块中与之最近的可用像素直接进行估计；

步骤3、若预测相关性够低，转而执行步骤4；否则，转到步骤2，直到当前受损块C的所有像素均被隐藏；

丢失像素x^m，n进行预测填充，若x^m，n的主预测像素p^m，n是正确接收的，那么x^m，n的溯源像素q^m，n就是p^m，n；否则，p^m，n是已隐藏的像素，它对应的主预测像素是z^m，n；若像素z^m，n是正确接收的，则x^m，n的溯源像素q^m，n就是z^m，n；否则，继续以此类推，直到新的主预测像素已是当前受损块C外围的像素，该像素就是最终的q^m，n；第m素组的所有像素构成素组向量X^(m)＝{x^m，1，...x^m，n，...}，素组向量X^(m)的所有溯源像素构成溯源向量，即X^(m)对应着一个同维的溯源向量Q^(m)＝{q^m，1，...，q^m，n，...}，在完成当前素组的局部预测后，计算第m素组的预测相关性执行完第m素组的局部预测，立即计算预测相关性γ_m，若γ_m小于相关阈值T，剩余的未隐藏像素将切换到非局部片匹配过程；否则，继续执行局部预测过程；

步骤4、执行非局部片匹配过程，在非局部区域B中利用相似片对同样位置的未隐藏像素进行填充，从而完成当前受损块C的恢复，其中，未隐藏像素组成的像素区域位于当前受损块C的中部，当前片是指包围未隐藏像素的最小方阵；

未隐藏像素组成的像素区域位于当前受损块C的中部，当前片是指包围未隐藏像素的最小方阵，是在最外围的未隐藏像素上再加上一圈像素，且当前片的最大尺寸受限于块尺寸，所述非局部片匹配过程是在对应的非局部区域B中搜索与当前片具有最小均方误差的相似片，然后利用相似片对当前片中同样位置的未隐藏像素进行填充。