[发明专利]一种基于图像修补技术的快速去除图像污点的方法

权利要求书

1.一种基于图像修补技术的快速去除图像污点的方法，其特征在于实现步骤如下：

（1）将镜头污染的相机，使其光圈开到最小，并对着一张白纸或任何全白的物体拍摄；

（2）将（1）中相机拍摄的图像结合Sobel算子以及形态学的扩张运算有效地侦测污点的位置，作为之后进行图像修补所使用的遮罩，只要是同一台照相机所拍摄的图像，都套用同样的遮罩，将图像中的污点的位置标记出来；

（3）对于同一相机拍摄的含有污点的图像，根据（2）中的遮罩，标记出污点的位置，找出要填补区域；

（4）沿着污点区域的轮廓的每个像素，以其为中心定义一个patch块，计算每个patch的优先权大小；

（5）选择具有最大优先权的patch作为待匹配块，在原图中完好信息区域中搜索找到待匹配块的最佳匹配块进行替换贴补；

（6）更新贴补后的图像信息，如果图像的污点区域修补完毕则输出去除污点后的图像，否则重复步骤（4）-（6）。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像修补技术的快速去除图像污点的方法，其特征在于：所述步骤（2）中对于相机拍摄的白纸图像结合Sobel算子以及形态学的扩张运算有效地侦测污点位置的过程如下：

首先，利用Sobel算子以克服图像中有亮度变化的方法来自动侦测污点的边缘。由于污点在图像中其亮度相对较小，因此可以利用一阶微分，也就是梯度运算将污点的边缘侦测出来；原理就是利用梯度运算能够增强微小且不连续点的能力以及能够除去缓慢变化的背景，而Sobel算子是实际计算梯度时最常用的算子，其利用给予中心点较大的加权值来达到平滑的特性；Sobel算子包含两组3x3的矩阵，分别为横向及纵向，将之与图像作平面卷积，分别得出横向及纵向的亮度差分近似值；

在污点边缘侦测出来之后，需要移除整个污点，因此利用形态学图像处理上的扩张运算来将污点铺满以利于后面的去除污点的处理，具体如下：

（a）用3×3的大小结构元素，扫描图像的每一个像素；

（b）用结构元素与其覆盖的二值图像做“与”操作；

（c）如果都为0，结果图像的该像素为0，否则为1；

结果：使二值图像扩大一圈；扩张运算的公式如下：

A⊕B={x|B(x)∩A≠Φ}]]>

其中，A为输入的二值图像，B为结构元素，B(x)为B的核。用B(x)对A进行扩张的结果就是把结构元素B平移后使B与A的交集中非空的点构成的集合；

扩张运算的计算是逐点进行，计算时涉及到它周围点的值及结构元素值，实际上是局部范围内点与结构元素中对应点值之和，选取其中最大值，所以扩张运算之后，边缘得到了延伸。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像修补技术的快速去除图像污点的方法，其特征在于：所述步骤（3）中对于同一相机拍摄的含有污点的图像，根据步骤（2）中的遮罩，标记出污点的位置，找出要填补区域，这里只需要利用步骤（2）中的方法做一次污点侦测的操作，将图像中污点的位置侦测出来以作为遮罩，那么只要是同一台镜头污染的相机所拍摄的图像，就套用同样的遮罩将其污点标记出来，而不需要每张图像都要再做一次污点侦测的操作。