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老影视资料是人类历史上极其宝贵的艺术文化遗产。由于年代久远许多老影视资料受到了损坏,保存和修复这些影视资料成为了一项刻不容缓的仟务。随着图像视频处理技术的发展,将数字处理技术应用到老影视资料的损伤修复中成为了一种可能。
本文主要致力于老影视资料中视频斑点损伤修复的研究。斑点损伤是老影视资料中出现最频繁的视频损伤,它表现为视频序列中大小形状不一的、随机出现的亮点或暗点。对视频斑点损伤的成因和特征进行了分析,斑点损伤具有两个主要特征:时间域上的位置不连续性、空间域上的亮度一致性。
本文采用一种时空结合的修复算法来检测和去除老影视资料中的斑点。为了得到更好的修复效果,提出一个基于时空结合的视频斑点损伤修复系统,包括运动估计、斑点检测和斑点去除。
在修复系统中,为了更准确地提取受损的斑点区域,提出一种基于多级分层块匹配的运动估计方法,以此为斑点修复提供运动补偿帧。在斑点检测中,提出改进的等级差分排序检测法(EROD),利用斑点的时域信息进行斑点粗检测,得到斑点粗检测掩膜;然后利用斑点的空间亮度一致性对粗检测斑点与其邻域像素的亮度相似性进行检测判断,得到斑点优化检测掩膜;最后对优化的斑点检测掩膜进行形态学膨胀处理,得到最终的斑点检测掩膜。实验证明,该方法能有效检测出受损的斑点区域。
在斑点去除中,提出一种分类处理的斑点去除方法。根据斑点的大小对斑点进行分类,对不同类别的斑点采用相应适合的插值算法。微小斑点采用空间邻域平滑进行插补,小斑点采用多级中值滤波进行去除,大斑点通过运动矢量修正进行整体重建。实验表明,最终修复的图像在主观上获得了较好的效果。
本文取得的研究成果已在项目“SMG视频内容修复系统”中得到了成功应用。