基于纹理合成的图像还原系统的设计与实现.doc

摘要:作为数字图像处理技术中的一个重要分支，图像还原已成为计算机视觉领域和图像处理领域中的一个热点问题。它是利用图像破损区域周围的已知有效信息，按照一定的规则修补图像中遗失或损坏的部分，而从达到图像还原的效果。多近年来已在文物保护、影视特技制作、虚拟现实等领域有了广泛的应用价值。本文在广泛查阅国内外有关纹理合成与图像还原资料的基础上，对图像还原所涉及的纹理合成技术进行了深入的研究，在学习的基础上设计开发了一个基于纹理合成的图像还原系统。

本文对纹理合成所涉及的合成采样、纹理特征的匹配和约束合成进行了阐述和讨论。纹理合成是本系统进行图像还原的主要算法，对于给定的有限纹理样图，合成与样图相似的纹理，从而达到图像还原的效果。

本文的工作主要包括以下几个方面：

（1）描述了本系统的开发工具和开发过程中所应用到的无关设备位图DIB。

（2）详细介绍了基于纹理合成的图像还原技术在还原过程中需要使用的纹理合成的相关原理、特点及其主要算法。

（3）深入研究了图像还原的几个常用的典型算法。本系统是以种子生长法提取区域进行图像分割，再以基于Wei-Levoy算法（WL算法）的纹理合成技术实现图像的还原。

关键词  图像还原；纹理；纹理合成；图像填充

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究背景及意义-1

1.2图像还原系统的开发工具-1

1.3 本文研究的主要内容-2

2 系统开发技术介绍-3

2.1 开发工具VC++-3

2.2 设备无关位图（DIB）-4

2.2.1 DIB的定义-4

2.2.2 BMP文件中DIB的结构-4

2.2.3 DIB访问函数-6

2.3 本章小结-6

3 纹理合成技术的研究-7

3.1 纹理合成的定义-7

3.2 纹理合成的模型-8

3.3 纹理合成的技术-8

3.3.1合成采样-8

3.3.2特征匹配-8

3.3.3像素点的邻域及邻域匹配-9

3.3.4约束合成-9

3.4 纹理合成的算法-10

3.4.1 WL算法-10

3.4.2 Ashikhmin算法-11

3.5 本章小结-12

4 图像还原典型算法研究-13

4.1 基于MRF模型的图像修复算法-13

4.2 基于纹理合成的图像修复算法-15

4.3 本章小结-16

5 图像还原系统的设计及实现-17

5.1 系统设计的总体思想-17

5.2 图像还原系统的工作流程设计-17

5.3 图像还原系统的数据结构-18

5.3.1 图像还原系统的主要类及其关系-18

5.3.2 图像还原系统数据结构的具体实现-19

5.4 图像还原系统的纹理合成算法-23

5.5 本章小结-26

6 系统运行结果-27

6.1 图像还原系统的运行过程-27

6.2 图像还原系统的运行结果分析-31

7 全文总结和展望-33

7.1 全文工作的总结-33

7.2 研究工作的展望-33

致谢-34

参考文献-35