激光与光电子学进展, 2020, 57 (22): 221015, 网络出版: 2020-10-27   

基于Gabor变换和组稀疏表示的敦煌壁画修复算法 下载: 919次

Algorithm for Dunhuang Mural Inpainting Based on Gabor Transform and Group Sparse Representation
作者单位
1 兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
2 甘肃省人工智能与图形图像处理工程研究中心, 甘肃 兰州 730070
图 & 表

图 1. 结构组建立示意图

Fig. 1. Schematic of structural group establishment

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图 2. 5个尺度8个方向下获得的Gabor特征图

Fig. 2. Gabor characteristic maps obtained under 5 scales and 8 directions

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图 3. 随机像素缺失壁画修复效果对比。(a)原始图像;(b)随机像素缺失的待修复图像;(c) CDD算法;(d)文献[ 11]算法;(e)文献[ 12]算法;(f)本文算法

Fig. 3. Comparison among mural inpainting results with random pixel missing. (a) Original image; (b) mural images with random pixel missing; (c) CDD algorithm; (d) algorithm in Ref.[11]; (e) algorithm in Ref.[12]; (f) proposed algorithm

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图 4. 人为添加划痕的壁画修复效果对比。(a)原始图像;(b)人为添加划痕的图像;(c) CDD算法;(d) Criminisi算法;(e)文献[ 7]算法;(f)文献[ 11]算法;(g)文献[ 12]算法;(h)本文算法;(i) CDD算法修复区域的局部放大;(j) Criminisi算法修复区域的局部放大;(k)文献[ 7]算法修复区域的局部放大;(l)文献[ 11]算法修复区域的局部放大;(m)文献[

Fig. 4. Comparison among mural inpainting results with artificial scratch. (a) Original image; (b) image with artificial scratch ; (c) CDD algorithm; (d) Criminisi algorithm; (e) algorithm in Ref.[7]; (f) algorithm in Ref.[11]; (g) algorithm in Ref.[12]; (h) proposed algorithm; (i) local enlargement of repaired area using CDD algorithm; (j) local enlargement of repaired area using Criminisi algorithm; (k) local enlargement of repaired area using algorithm in Ref.[7]; (l) local enlargement of repaired ar

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图 5. 真实破损的壁画修复效果对比。(a)原始图像;(b)掩模图像;(c) CDD算法;(d) Criminisi算法;(e)文献[ 7]算法;(f)文献[ 11]算法;(g)文献[ 12]算法;(h)本文算法

Fig. 5. Comparison of mural inpainting results with real damage. (a) Original image; (b) mask image; (c) CDD algorithm; (d) Criminisi algorithm; (e) algorithm in Ref.[7]; (f) algorithm in Ref.[11]; (g) algorithm in Ref.[12]; (h) proposed algorithm

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图 6. 真实破损壁画的修复效果对比。(a)原始图像;(b)掩模图像;(c) CDD算法;(d) Criminisi算法;(e)文献[ 7]算法;(f)文献[ 11]算法;(g)文献[ 12]算法;(h)本文算法

Fig. 6. Comparison of mural inpainting results with real damage. (a) Original image; (b) mask image; (c) CDD algorithm; (d) Criminisi algorithm; (e) algorithm in Ref.[7]; (f) algorithm in Ref.[11]; (g) algorithm in Ref.[12]; (h) proposed algorithm

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表 1随机像素缺失壁画修复结果的比较

Table1. Comparison among mural inpainting results with random pixel missing

Image No.CDD algorithmAlgorithm in Ref.[11]Algorithm in Ref.[12]Proposed algorithm
PSNR /dBSSIMTime /sPSNR /dBSSIMTime /sPSNR /dBSSIMTime /sPSNR /dBSSIMTime /s
121.5740.69026.28826.8180.761239.65424.6450.796800.47626.9180.921882.573
224.2040.73626.55728.7130.752197.60127.8770.797794.77629.4810.847873.624
321.9840.77125.82428.3330.808204.44226.0690.864792.75228.5970.905869.701

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表 2人为添加划痕的壁画修复结果比较

Table2. Comparison among mural inpainting results with artificial scratch

AlgorithmPSNR /dBSSIM
CDD algorithm32.8490.972
Criminisi algorithm30.1970.963
Algorithm in Ref.[7]35.5250.980
Algorithm in Ref.[11]35.0850.979
Algorithm in Ref.[12]34.7540.978
Proposed algorithm35.6490.985

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陈永, 陶美风, 艾亚鹏, 陈锦. 基于Gabor变换和组稀疏表示的敦煌壁画修复算法[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(22): 221015. Yong Chen, Meifeng Tao, Yapeng Ai, Jin Chen. Algorithm for Dunhuang Mural Inpainting Based on Gabor Transform and Group Sparse Representation[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(22): 221015.

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