圖像視頻處理中的修復應用分析

孔春麗　王應邦

摘 要 隨著我國社會經濟及科學技術的不斷發展與提高，圖像及視頻處理技術被逐漸運用到各個行業，而圖像視頻的修復技術也在此過程中得到不斷進步與發展。本文以修復技術的概念為切入點，對圖像及視頻的技術修復背景進行描述，探討圖像視頻處理中的修復技術的應用。

【關鍵詞】圖像 視頻 修復技術

圖像的修復技術具有源遠流長的歷史，它最早出現在文藝復興時期，藝術家們為了恢復被破壞的物作品，依據人們的想象力對受損部分進行修復。隨著科學技術水平的提升人們將藝術作品的修復觀念應用在現代圖像與視頻處理技術上，得以廣泛應用并取得良好的修復效果。

1 修復的概念

圖像視頻的處理包括很多方面，其中數字及視頻的修復技術就是圖像視頻處理的重要組成部分。圖像視頻修復技術是運用科學計算的方法，通過對圖像視頻中的受損信息進行補充，以達到恢復圖像或視頻的原來面貌的目的。

為了使觀察者察覺不到圖像或視頻的修復，需要做好以下兩方面的工作，一是確定修復區域。采用人工統計的方法進行確定，對視頻或圖像需要修補的部分進行明確標注，以確定需要修補的范圍。二是對確定的區域進行重點修復，對圖像或視頻已經標注的修復的范圍，采用可用、有效的信息，進行重點恢復與重建。

2 修復技術的發展

圖像與視頻的修復技術的運用，源于文藝復興時期藝術家對藝術作品的修復。它與藝術作品的修復技術不同，不僅能去除圖像的干擾與模糊影像，改善圖像的質量，還能對圖像的受損甚至空白區域進行填補與修復。

最早將修復的概念引入圖像與視頻的處理技術中的是M.Bertalmio，他通過偏微分方程的使用，建立了圖像修復算法模型，將圖像的信息與構造按一定的方法傳遞到需要修復的區域。這種算法雖然能對視頻內的噪聲干擾進行有效去除，但由于它使用的范圍較小，對大面積的紋理或復雜的區域修復效果不理想，甚至出現模糊影像的現象。

隨后，經過多個科學家對視頻修復技術的完善，已逐漸形成較為完善的修復概念。由于視頻修復是圖像修復在時間上的擴充與完善，因此，在整個運動修復的過程中，視頻修復是最優的選擇，它不僅可以將圖像進行動態背景與靜態背景區分，還可以增強修復過程中的連續性，在實踐過程中具有很好的修復效果。

3 修復技術在圖像視頻處理的應用

圖像的修復步包括以下幾方面的內容。一是靜態圖像修復。靜態修復是指對照片或膠片丟失的信息恢復、無線傳輸信息的修復、圖像壓縮及馬賽克部分的圖像處理技術等。二是動態圖像修復。動態修復也叫視頻修復，是指對序列中指定標記的去除、劃痕污染區的修復處理及視角空白區域的填充等。

3.1 對現存修復算法的改進

隨著科學技術的發展，現存的修復算法技術被廣泛應用到各個行業。雖然在應用過程中，取得了較好的修復效果，但其自身的缺陷也被逐漸暴露出來。這些缺陷主要分為以下幾個方面。一是現存的修復算法修復只能對較小或構造較為簡單的一些區域進行修復，對于面積較大或結構紋理較復雜的區域修復效果不理想。二是空域或時域的承接連續性不強，尤其在不同的區域進行匹配銜接操作時，在連續播放過程中會出現模糊甚至閃爍不停的現象，對視覺效果造成嚴重的影響。三是復雜性不高。在實際視頻修復過程中，對復雜性較高的序列不能有很好的處理效果。

因此，針對這種情況，可以對以下幾個方面進行改進。一是在使用微偏分的基礎上，通過引入有效的微偏分方程及約束方程，對構造特征區域的細節信息進行特殊處理，使線性結構具有較強的連續性。二是采用紋理合成的方法，對尺寸及模板進行匹配擇優選擇。三是在視頻修復過程中，通過對運動軌跡的概念進行引入，選擇更快速的修復算法進行修復處理。

3.2 運用修復算法對視頻進行壓縮

由于視頻的編碼端采用的編碼方式不同，一部分編碼端在壓縮前通常對某些結構和特征信息進行去除處理，而這些區域通常采用直流分量的方式，進行MPEG2進行編碼。這種方法雖然可以將視頻進行壓縮，但效果不佳。因此為了更好的提升恢復效果，需要對視頻丟棄的區域進行重點選擇，從而使視頻的壓縮效率與壓縮質量達到平衡狀態。

3.3 對DTV視覺修復度的修復

修復技術對DTV視覺修復度的修復，主要是指對視頻中影響人們觀感的標識及字幕進行移除處理。一般情況下，視頻中呈現的字幕或標識只出現在屏幕的特定位置，通常采用修復方法對需要移除的區域進行重建和保存，使移除的信息既不會丟失，也不會受到影響，更不會產生模糊的影像，對提高人們的視覺觀感效果有很大的幫助作用。

3.4 在三維視頻重建的應用修復

近年來，隨著三維電視的出現，極大的改善了人們觀看電視的視覺效果。三維視頻的應用是指通過對二維主視覺視頻與相應的深度圖像進行結合處理，從而產生三維視頻或是其他新視角視頻。在二維視頻生成三維視頻或其他新視角視頻過程中，主要依據深度信息與二維圖像映射，對產生的重復覆蓋區域和空白填充區域進行修復處理。修復技術對視頻空白區域進行填充，是一項具有廣闊發展前景的應用技術。

4 結束語

隨著科學技術的發展與人們生活水平的提高，圖像與視頻在生活中隨處可見，但隨之也出現了類似于視頻的播放不流暢，圖像畫面不清晰問題的問題，嚴重影響了人們的視覺觀感。其他國家相比，我國的圖像視頻處理技術還不夠發達，因此，利用修復技術對視頻及圖像損壞部分或空白部分進行填充與修復，對提升圖像視頻的處理水平具有十分重要的意義。

參考文獻

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作者簡介

孔春麗（1976-），女，云南省宣威人。大學本科學歷。現供職于保山中醫藥高等專科學校。主要研究方向為圖像視頻處理、網站建設、大學計算機基礎教學。

作者單位

保山中醫藥高等專科學校 云南省保山市 678000