Спосіб відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення

Реферат: Спосіб відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення включає встановлення спеціального програмного забезпечення на персональний електронний пристрій, за допомогою якого формують індекс пошуку, що сформований із неушкоджених ділянок зображення. Структуру необхідного фрагменту формують з урахуванням приграничних з ушкодженням ділянок зображення, відновлюють втрачену або ушкоджену ділянку. За допомогою спеціального програмного забезпечення на ушкодженій або втраченій ділянці зображення формують спеціальну сітку та визначають вузли цієї сітки у місцях перетину границь ушкодження з координатами сітки. Шляхом використання індексу пошуку знаходять схожі ділянки зображення на його відомій частині для кожного вузла сітки на границі з втраченою або ушкодженою ділянкою. Відновлення зображення здійснюють шляхом зсуву ділянки зображення, призначеного сусідньому вузлу сітки. UA 79296 U (12) UA 79296 U UA 79296 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів відновлення зображення, зокрема двовимірного зображення. Корисна модель, що заявляється, може бути використана, наприклад, у видавничій справі. Відомий спосіб відновлення зображення шляхом перемальовування частини зображення за зразком (Патент США № US 6,987,520, G06K 9/00, від 17.01.2006 p.). Суть цього способу полягає в тому, що із заданої користувачем ділянки зображення формується словник (індекс) пошуку, який використовується для вибору шматочків відомого зображення, якими заповнюється частина, яка втрачена або ушкоджена. Недоліком відомого способу є низька швидкодія та слабе відтворення просторових зв'язків втраченої частини зображення. Відомий спосіб формування зображення (Патент США № US 7,889,947, G06K 9/32, G06K 9/40, від 15.02.2011 р.). Суть цього способу полягає у тому, що за допомогою комп'ютера, який отримав зображення з ушкодженою ділянкою, здійснюється ідентифікація ушкодження зображення та подальший пошук у базі даних різних зображень схожого або тотожного фрагмента для завершення отриманого зображення. Далі здійснюють "підлаштування" ушкодженої ділянки з поетапним підбором кольорів та текстур за допомогою знайденого фрагмента. Підбір та "підлаштування" ушкодженої ділянки зображення відбувається автоматично за допомогою комп'ютера. Недоліком відомого способу є необхідність зберігати велику базу даних зображень, низька швидкодія та слабе відтворення просторових зв'язків втраченої частини зображення. Найближчим до способу, що заявляються, є спосіб формування зображення за допомогою розмноження структури (Патент США № US 7,502,521, G06T 3/00, від 10.03.2009 p.). Цей спосіб полягає в тому, що фрагмент для остаточного формування первинного зображення синтезують безпосередньо з самого первинного зображення. Структуру необхідного фрагмента синтезують з урахуванням приграничних з ушкодженням ділянок зображення. Синтезування необхідного фрагмента здійснюють на підставі аналізування структури неушкоджених ділянок первинного зображення, для чого застосовують якнайменше одну криву. Таким чином, синтезування необхідного фрагмента відбувається із значною часткою автоматизації процесів формування ушкодженого зображення, але якість кінцевого результату формування зображення, що містить ушкоджену ділянку, є не прогнозованою по відношенню до ділянок стикування нового синтезованого фрагмента з первинним зображенням. Недоліком методу є значна залежність якості створеного зображення від заданих вручну кривих та відсутність надійного методу автоматизації процесу визначення кривої, на основі якої буде отримано прийнятний результат синтезу. Технічною задачею корисної моделі, що заявляється, є вдосконалення способу відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення шляхом автоматизації процесів, зменшення часу опрацювання ушкодженого зображення та підвищення якості остаточного формування відновленого зображення. Суть корисної моделі полягає в тому, що на персональний електронний пристрій, наприклад персональний комп'ютер встановлюють спеціальне програмне забезпечення (СПЗ). За допомогою комп'ютера на ушкодженій або втраченій ділянці зображення формують спеціальну сітку та визначають вузли цієї сітки у місцях перетину границь ушкодження з координатами сітки. За допомогою СПЗ вибудовують деревоподібний індекс пошуку (індекс Q) на підставі відомої частини зображення, з якого прибирають границю ушкодження площею якнайменше в один піксел. З використанням індексу Q знаходять схожі ділянки зображення на його відомій частині для кожного вузла сітки на границі з втраченою зоною. Таким чином, відновлення втраченого або ушкодженого фрагмента зображення здійснюють шляхом зсуву шматочків відомої частини зображення у вузлах сітки втраченої ділянки на підставі координат перетину границь ушкодження по відношенню до накладеної на зображення сітки. Технічний результат досягається тим, що на персональний електронний пристрій встановлюють СПЗ. За допомогою комп'ютера на ушкодженій або втраченій ділянці зображення формують спеціальну сітку та визначають вузли такої сітки у місцях перетину границь ушкодження з координатами сітки. За допомогою СПЗ вибудовують деревоподібний індекс Q на підставі відомої частини зображення, з якого прибирають границю ушкодження завширшки якнайменше в один крок сітки та/або на один піксел (Фіг. 1). Ширина границі може бути збільшена для підвищення швидкодії способу, що заявляється. З використанням індексу Q знаходять схожі ділянки зображення на його відомій частині для кожного вузла сітки на границі з втраченою ділянкою (Фіг. 2). 1 UA 79296 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Для вузлів сітки всередині втраченої області призначення ділянок зображення відновлюють або шляхом зсуву ділянки зображення, призначеного сусідньому вузлу сітки (Фіг. 3); або, якщо зсув ділянки неможливий, через вихід за межі зображення, чи перетин із втраченою ділянкою, виконують спочатку пошук у індексі Q, а потім зсув. Завдяки тому, що з індексованої частини зображення прибрано границю ушкодження, такий зсув стає можливий (Фіг. 4). Поступово здійснюють заповнення вузлів сітки втраченої ділянки. При цьому одночасно здійснюють випадковий зсув та блокування стиків, на яких отримано найгірший результат при накладанні, та здійснюють мінімізацію сумарної взаємної відмінності шматочків зображення, що присвоєні сусіднім вузлам сітки через переприсвоєння відносно інших сусідніх вузлів сітки. Після того, як виконано заповнення усіх вузлів сітки, виконують відновлення втраченого або ушкодженого фрагмента зображення шляхом копіювання шматочків відомої частини зображення у вузлах сітки втраченої ділянки. На фігурі 1 (Спосіб відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення) розміщено зображення, вкрите сіткою, де: 1 - втрачена ділянка; 2 - прибрана границя; 3 - ділянка зображення, що індексується. На фігурі 2 (Спосіб відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення) зображено пошук ділянки зображення, яке відповідає вузлу сітки, що є суміжним з втраченою зоною, де: 4 зона, яка використовується як запит; 5 - найліпший відповідник на зображенні, що знайдений. На фігурі 3 (Спосіб відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення) зображено присвоєння елементу сітки ділянки зображення на основі сусіднього елемента сітки методом зсуву, де: 6 - ділянка, присвоєна відомому елементу сітки, 7 - ділянка, присвоєна елементу сітки з втраченої зони. На фігурі 4 (Спосіб відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення) зображено присвоєння елементу сітки ділянки зображення на основі сусіднього елемента сітки із виконанням додаткового пошуку. При цьому: 8 - ділянка, присвоєна відомому елементу сітки, зсув якої призводить до виходу за межі відомої частини зображення; 9 - ділянка, що отримана у результаті пошуку ділянки, подібної до ділянки 8; 10 - ділянка, яка отримується зсувом ділянки 9 та присвоюється невідомому вузлу сітки. На фігурі 5 (Спосіб відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення) зображено приклади застосування методу. Лівий стовпець - зображення із втраченою ділянкою, правий результат застосування способу, що заявляється. Приклади реалізації рішення, що заявляється. Зображення із втраченою зоною та результат застосування способу, що заявляється, показано на фігурі 5. Застосування способу, що заявляється, дає змогу отримати відновлене зображення із застосування автоматизації відповідних процесів, що значно їх прискорює порівняно із відомими способами. Спосіб, що заявляється, дозволяє використати область зображення, суміжну з втраченою ділянкою для відновлення просторових лінійних зв'язків на зображенні. Таким чином, спосіб, що заявляються, може бути реалізований на будь-якому персональному електронному пристрої, що має можливість отримувати зображення, відповідає системним вимогам щодо встановлення СПЗ. Спосіб може бути реалізований користувачем персонального електронного пристрою з відповідним рівнем професійної підготовки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 1. Спосіб відновлення втраченої або ушкодженої ділянки зображення, що включає встановлення спеціального програмного забезпечення на персональний електронний пристрій, за допомогою якого формують індекс пошуку, що сформований із неушкоджених ділянок зображення, структуру необхідного фрагмента формують з урахуванням приграничних з ушкодженням ділянок зображення, відновлюють втрачену або ушкоджену ділянку, який відрізняється тим, що за допомогою спеціального програмного забезпечення на ушкодженій або втраченій ділянці зображення формують спеціальну сітку та визначають вузли цієї сітки у місцях перетину кордонів ушкодження з координатами сітки; шляхом використання індексу пошуку знаходять схожі ділянки зображення на його відомій частині для кожного вузла сітки на границі з втраченою або ушкодженою ділянкою; відновлення зображення здійснюють шляхом зсуву ділянки зображення, призначеного сусідньому вузлу сітки. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що за допомогою спеціального програмного забезпечення вибудовують деревоподібний індекс пошуку на підставі відомої частини зображення та прибирають границю між ушкодженою та відомою ділянками зображення завширшки якнайменше в один крок сітки; відновлення зображення здійснюють шляхом зсуву 2 UA 79296 U 5 ділянки зображення, призначеного сусідньому вузлу сітки, або, якщо зсув ділянки неможливий, через вихід за межі зображення, чи перетин із втраченою ділянкою, виконують спочатку пошук у індексі пошуку, а потім зсув. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що заповнення вузлів сітки втраченої або ушкодженої ділянки здійснюють поступово; одночасно з заповненням вузлів сітки втраченої або ушкодженої ділянки здійснюють випадковий зсув та блокування стиків, на яких отримано найгірший результат при накладанні, та здійснюють мінімізацію сумарної взаємної відмінності шматочків зображення, що присвоєні сусіднім вузлам сітки через переприсвоєння відносно інших сусідніх вузлів сітки. 3 UA 79296 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4