[发明专利]一种壁画脱落的修复方法

权利要求书

1.一种壁画脱落的修复方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、采集原始壁画对其进行预处理；

步骤2、输入预处理后的原始壁画，并采用“阈值分割+区域生长”相结合的方法标定其脱落区域，确定脱落区域边界，即待修复边界；

步骤3、根据改进的分段优先权计算方法，计算待修复边界内各像素点的优先权值，找出优先权值最大的像素点所在的区域记为待修复块ψ_p；

步骤4、在未脱落区域中搜索ψ_p的最佳匹配块ψ_q，使ψ_p与ψ_q的颜色差值的平方和最小，并利用ψ_q内的像素修复ψ_p中的缺失部分；

步骤5、将新修复的像素列为已知区域，更新待修复边界，并且更新边界上各点的分段优先权参数；

步骤6、检查待修复区域是否为空，若不为空，返回步骤3；否则，修复结束，得到修复后的图像。

2.根据权利要求1所述一种壁画脱落的修复方法，其特征在于，步骤1所述预处理过程为对原始壁画进行直方图均衡化。

3.根据权利要求1所述一种壁画脱落的修复方法，其特征在于，步骤2具体过程为：将预处理后的图像转换为灰度图和YCrCb空间图；根据脱落处像素在不同色彩空间表现的像素值差异，设置不同的阈值，分别对灰度图和YCrCb空间图中的Cb分量进行阈值分割，得到二值掩膜图；

同时利用基于区域生长的半自动标注方法在脱落区域标注，得到区域生长效果图；

将得到的二值掩膜图和区域生长效果图进行相加，得到脱落区域，其边界为脱落区域边界，即待修复边界。

4.根据权利要求3所述一种壁画脱落的修复方法，其特征在于，所述利用基于区域生长的半自动标注方法在脱落区域标注具体过程为：

步骤a、手动在脱落区域选定一种子点记为s；

步骤b、在以s为中心的m*n像素块范围内，在R、G、B三个通道上分别比较其他像素点与s的值；如果满足：

该像素点则属于待标定点；

其中，R_sk、G_sk、B_sk为种子点的三通道值，R_qk、G_qk、B_qk为像素块内其他像素点的三通道值，b为分割效果最好的阈值；

步骤c、从上到下，从左往右的顺序依次对脱落边界点的邻域进行判断，直到标记出整个脱落区域，得到生长效果图。

5.根据权利要求3所述一种壁画脱落的修复方法，其特征在于，步骤3中所述改进的分段优先权函数表达式为：

其中，P(p)为优先权函数，C(p)表示置信度项，D(p)为数据项，E(p)为图像局部特征函数；

初始化时C(p)的值为C(p)＝0，C(p)＝1，Φ表示未脱落区域，Ω表示已标记区域，即待修复区，Ψ_p表示待修复块；|Ψ_p|表示Ψ_p的面积；

n_p为p点的法向量，代表p点的等照度线向量；

p点处的图像局部特征函数E(p)表示为：

u为结构张量因子。

6.根据权利要求5所述一种壁画脱落的修复方法，其特征在于，所述p点的等照度线向量表达式为：

其中，I_x、I_y分别代表待修复块ψ_p中心p点在x、y方向上的偏微分，α为归一化参数，通常取255。