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基于多粒度特征融合的边缘一致性图像补全

控制与决策 2022年第12期37卷 3240-3250页

作者：张思源王国胤刘群王如琪重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065

图像补全是数字图像处理领域的一项重要研究内容,大面积不规则缺失图像的补全是近年来的研究热点.然而,现有的图像补全技术存在一些局限性,基于生成式对抗网络的方法忽略了图像的边缘结构信息,存在无法还原精细细节的问题;基于局部判别... 详细信息

图像补全是数字图像处理领域的一项重要研究内容,大面积不规则缺失图像的补全是近年来的研究热点.然而,现有的图像补全技术存在一些局限性,基于生成式对抗网络的方法忽略了图像的边缘结构信息,存在无法还原精细细节的问题;基于局部判别器的方法不能处理非矩形的缺失图像,存在补全任务不符合实际应用场景的问题等.鉴于此,结合多粒度认知计算的思想,提出基于多粒度特征融合的边缘判别器,充分学习不同粒度的边缘结构信息,提高生成图像边缘和真实图像边缘的一致性,生成结构更加清晰的补全图像.同时,引入边缘空间衰减损失,以提高边缘区域像素的连续性.此外,利用注意力机制将补全区域的像素作为有效像素,优化局部判别器使其能够处理非矩形缺失图像.在Places 2和Paris Streetview等公共数据集上的实验结果表明,补全大面积不规则缺失图像时,所提出方法能够取得比其他图像补全方法更好的效果,一定程度上表明了边缘结构信息在图像补全研究中的重要性.

关键词：图像补全生成式对抗网络边缘判别器多粒度认知计算深度学习

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基于生成对抗网络的分级联合图像补全方法

图学学报 2019年第6期40卷 1008-1016页

作者：冀俭俭杨刚北京林业大学信息学院

已有的图像补全工作大都基于规则的、区域较小或者有足够上下文信息的待补全区域。当待补全区域面积较大时,由于上下文信息的缺失及生成对抗网络(GAN)训练的不稳定性,往往会产生模糊或失真的补全结果。尤其是当缺失区域位于图像边缘位置... 详细信息

已有的图像补全工作大都基于规则的、区域较小或者有足够上下文信息的待补全区域。当待补全区域面积较大时,由于上下文信息的缺失及生成对抗网络(GAN)训练的不稳定性,往往会产生模糊或失真的补全结果。尤其是当缺失区域位于图像边缘位置时,补全结果会出现较大的空白及伪彩色。基于以上情况,在已有的基于GAN的补全方法的基础上提出一种分级联合图像补全方法,并针对GAN训练不稳定的问题对网络结构做出了改进。一方面改善了由于缺失区域面积较大产生的补全结果有空白生成的问题,从而使补全结果的纹理细节更加真实、清晰;另一方面使得对抗网络训练更加稳定,抑制了伪彩色的生成。实验结果表明分级联合图像补全方法取得了更好的补全结果。

关键词：图像补全 GAN 分级联合大面积缺失区域边缘缺失区域

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基于GAN反演的无缝图像补全技术

中国科学院大学学报（中英文） 2024年第5期41卷 705-714页

作者：喻永生罗铁坚中国科学院大学计算机科学与技术学院北京101408

图像补全技术广泛应用于对象消除、媒体编辑,旨在平滑地恢复受损图像。基于生成对抗网络(GAN)反演将预训练的GAN模型作为有效先验,以真实的合成材质填充缺失区域。然而,现有GAN反演方法忽视了图像补全是具有硬约束的生成任务,使拼接图... 详细信息

图像补全技术广泛应用于对象消除、媒体编辑,旨在平滑地恢复受损图像。基于生成对抗网络(GAN)反演将预训练的GAN模型作为有效先验,以真实的合成材质填充缺失区域。然而,现有GAN反演方法忽视了图像补全是具有硬约束的生成任务,使拼接图像有颜色、语义的不连续问题。针对此问题设计新的双向感知生成器和预调制网络来无缝地补全图像,其中双向感知生成器充分利用扩展隐藏空间,帮助模型从数据表征层面感知输入图像的非缺失区域,预调制网络利用多尺度结构进一步为风格向量提供判别性更强的语义。在Places2和CelebA-HQ数据集上进行实验,结果表明该方法不仅搭建GAN反演和图像补全之间的桥梁,而且优于目前主流算法,在FID指标上降低49.2%。

关键词：图像补全生成对抗网络 GAN反演深度学习对象消除

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不规则块的图像补全算法

中国图象图形学报 2018年第9期23卷 1293-1304页

作者：王心怡翟东海西南交通大学信息科学与技术学院成都610031 西藏大学工学院拉萨850000

目的目前在图像补全领域研究的重点和难点是补全具有复杂结构信息和丰富纹理信息的大破损区域的图像。传统的基于样本块的图像补全算法主要采用规则的模板块和匹配块来进行补全,补全过程中不能充分利用图像的结构或纹理的不规则信息,从... 详细信息

目的目前在图像补全领域研究的重点和难点是补全具有复杂结构信息和丰富纹理信息的大破损区域的图像。传统的基于样本块的图像补全算法主要采用规则的模板块和匹配块来进行补全,补全过程中不能充分利用图像的结构或纹理的不规则信息,从而影响算法修复的精度和效率。针对这一问题,本研究提出一种基于不规则块的图像补全算法。方法在该算法中,首先利用结构稀疏度来区分图像的结构信息和纹理信息并基于结构稀疏度和置信度计算破损区域边界点的优先级,然后选择优先级最高的点构造规则模板块。对处于复杂结构区域的模板块,如果其邻域含有已知的结构信息,则膨胀该规则模板并利用其周围的结构信息来辅助构造不规则模板块。接下来,在图像完好区域内搜索与该模板块对应的匹配块,如果该匹配块的邻域包含有效的结构信息,则膨胀该匹配块并补充其周围的结构信息来完善该不规则匹配块。最后,利用该不规则匹配块补全破损区域。对于补全过程中块间接缝造成的视觉不连通问题,本研究利用图像的纹理信息来进行修饰。结果将本文算法与4种修复效果较好的算法(3种基于规则块的算法和1种基于局部敏感哈希的修复算法)进行对比,通过8组经典图像进行实例验证,采用客观评价指标峰值信噪比PSNR和主观视觉连通性进行评价,结果表明本文提出的算法峰值信噪比相较4种对比算法均有0 4 dB的提高,且在补全的精细度和视觉连通性方面有更佳的效果。结论本文算法在补全含有较复杂结构和丰富纹理的破损自然图像、壁画图像和目标物体移除上有较好的修复效果,普适性较强。

关键词：图像补全结构稀疏度不规则块接缝修饰局部一致性自适应

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基于生成式对抗神经网络的手写文字图像补全

图学学报 2019年第5期40卷 878-884页

作者：李农勤杨维信东华理工大学经济与管理学院江西南昌330013 华南理工大学电子与信息学院广东广州510641 牛津大学数学研究所牛津OX26GG

手写文字图像补全是图像补全问题中一个重要研究分支,其难点在于图片中具有无约束书写风格的文字的结构关系补全。为了模拟实际中复杂和困难的应用情景,在图像补全研究工作的启发下,针对大类别、小样本、多风格、未知语种等复杂情况下... 详细信息

手写文字图像补全是图像补全问题中一个重要研究分支,其难点在于图片中具有无约束书写风格的文字的结构关系补全。为了模拟实际中复杂和困难的应用情景,在图像补全研究工作的启发下,针对大类别、小样本、多风格、未知语种等复杂情况下进行手写象形文字图像补全。采用全局和局部一致性保持的生成式对抗神经网络(GLC-GAN)。在大类别多风格的手写文字图像补全中,补全图片往往因可能的补全候选很丰富而导致补全区域模糊不清。为此,提出两级补全系统:第一级粗补全模块考虑文字结构的完整性,第二级细补全模块实现文字的清晰化、细致化。通过在大类别手写汉字数据库CASIA-HWDB1.1上的实验,验证了该两级系统的有效性,同时分析系统在不同书写风格和不同缺失区域情况下的补全效果。

关键词：生成式对抗网络手写文字图像补全结构补全自监督学习

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基于深度学习的图像补全算法综述

计算机科学 2020年第S02期47卷 151-164页

作者：唐浩丰董元方张依桐孙娟娟长春理工大学经济管理学院长春130022

图像补全是图像处理的一个研究领域,为有物体遮挡以及图像关键部分缺失状况下的图像识别提供了解决方案,应用领域非常广泛,受到了人们的关注。经深度学习方法补全的图像具有更高的图像分辨率和可靠性,逐渐成为图像补全的主流方法之一。... 详细信息

图像补全是图像处理的一个研究领域,为有物体遮挡以及图像关键部分缺失状况下的图像识别提供了解决方案,应用领域非常广泛,受到了人们的关注。经深度学习方法补全的图像具有更高的图像分辨率和可靠性,逐渐成为图像补全的主流方法之一。文中针对图像补全领域的主要问题,介绍了相关深度学习方法的基本原理和经典算法,系统而渐进地剖析了2010年以来有代表性的图像补全方法,探讨了基于深度学习的图像补全在不同领域的具体应用,并列举了该研究领域目前面临的几个问题。

关键词：图像补全深度学习生成对抗网络上下文编码

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一种基于自注意力机制的人脸图像补全算法

计算机应用与软件 2024年第8期41卷 266-270,318页

作者：杨博文何衡湘邓洪峰西南技术物理研究所四川成都610000

针对目前深度学习的方法在大面积信息缺失的人脸图像进行补全应用中,补全结果出现纹理细节模糊、结构变形扭曲等问题,提出一种基于自注意力机制的图像补全算法。该算法将待补全的图像输入基于跳跃连接的粗生成网络,得到初步修复;将初步... 详细信息

针对目前深度学习的方法在大面积信息缺失的人脸图像进行补全应用中,补全结果出现纹理细节模糊、结构变形扭曲等问题,提出一种基于自注意力机制的图像补全算法。该算法将待补全的图像输入基于跳跃连接的粗生成网络,得到初步修复;将初步结果输入自注意力感知分支和混合空洞卷积分支共同编码,再通过解码得到生成结果;由双判别器完成判别优化工作。通过人脸图像CelebA-HQ数据集进行实验与测试,所提方法的补全结果在客观和主观评价方面,优于deepfill和PLC两种算法。

关键词：图像补全生成对抗网络跳跃连接自注意力机制混合空洞卷积

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一种结合数据势能的图像补全方法

计算机应用研究 2020年第S02期37卷 362-364页

作者：董莉娜王如琪刘群重庆长安汽车股份有限公司智能化研究院重庆401120 重庆邮电大学计算智能重庆市重点实验室重庆400065

现有的图像补全方法可以很好地对缺失图像进行补全处理,但是其中基于传统图像处理方法补全算法的补全能力有限,而基于生成对抗网络(GAN)的方法都需要大量训练数据和训练时间,且对于边界缺失的区域不能有效处理。为了克服这些问题,提出... 详细信息

现有的图像补全方法可以很好地对缺失图像进行补全处理,但是其中基于传统图像处理方法补全算法的补全能力有限,而基于生成对抗网络(GAN)的方法都需要大量训练数据和训练时间,且对于边界缺失的区域不能有效处理。为了克服这些问题,提出一种将数据场与生成对抗网络相结合的图像补全模型,在损失函数中引入势能损失,最小化补全区域产生的势能分布与真实图像对应区域产生的势能分布的差距。通过由重构损失、对抗损失和势能损失构成的联合损失函数进一步优化补全结果,同时加速模型的收敛速度。本模型在Caltech-UCSD birds数据集和Oxford-102flowers dataset数据集上可以对多种缺失情况进行有效的填充补全处理。另外与其他方法相比,在同等较少训练量的前提下,该结果在人的主观感受和客观评价指标上都取得了更好的效果。

关键词：图像补全生成对抗网络数据场势能损失联合损失

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基于空间相关性的图像补全

微电子学与计算机 2009年第6期26卷 186-188页

作者：王向阳姜昱明西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071

对Criminisi图像补全算法进行了改进,提出了快速算法.根据空间相关性,将原来寻找最佳匹配块的全局搜索改为局域搜索,减少了搜索时间.实验表明,算法效率高,修复结果令人满意.

关键词：图像补全空间相关性图像修复