全文总字数：2100字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在计算机以及数字图像发展之前，图像大都附着在纸、布和墙壁等材料上，因此图像很容易因为外界因素而受到破环，很多具有历史价值的图像因为保存不善而受到局部的损坏。而利用人工对这些破损的图像进行修复耗时耗力，信息技术的发展让人们把目光有人工修复转向计算机修复，人们希望能够借助计算机来修复这些破损的珍贵的图像，因此图像的修复技术受到许多学者的关注和研究。基于样本块纹理的图像修复方法修复效果较好，但是修复的效果仍然不够理想，本课题旨在针对上述问题，在Criminisi等人提出的算法基础上有针对性的提出改进的算法，借助Matab软件工具来对算法进行验证。目前数字图像修复应用广泛，此课题结合发展主流，具有较高的研究价值和较强的实际意义。

国内外研究现状

数字图像修复技术在经过数十年的发展后，已经有了很多的修复算法^[1]。这些方法总体上来说可以分为基于几何结构和基于纹理特征两个大类。2000年，Bertalmio等人在将偏微分方程模型引入到图像修复方法中^[2]，使得图像修复方法得到扩展，此后许多基于偏微分方程的修复方法相继出现^[3-7]。基于偏微分方程的图像修复方法是对单个的像素进行处理修复，没有考虑图像的纹理，因此其对只能修复小范围的破损，对于大范围的修复效果不理想。针对这一局限性，Criminisi等人在2003年提出了基于纹理合成的图像修复算法^[8]，通过获取破损边缘附近的纹理信息来从完好区域寻找与之匹配的样本块，进而在待修复区域进行填充。此方法相比于基于偏微分方程的修复算法，修复效果具有很大的提高，尤其是在修复较大破损区域时，仍然具有较好的效果。不过该算法对于图像纹理不强的图像，在修复时会存在修复顺序的不合理而导致修复效果的下降。为保证修复的效果，本课题在原有基础上，提出改进的算法，已达到更好的修复效果。

2. 研究的基本内容

本文首先介绍基于偏微分方程和基于纹理的经典的图像修复算法。接着重点介绍Criminisi等人提出的算法，详细分析算法的原理与实现过程，以及算法存在的不足，对模型进行分析，找出不合理指出。然后针对原算法不合理之处，提出改进的算法，对改进的方法进行理论的说明和分析。并且利用Matlab写出算法，进行对照实验。实验中主要利用控制变量法来做出比较。最后给出实验分析和结果。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本课题采用理论加实践验证的方法，首先查阅资料，了解一些具有代表性的图像修复方法，接着利用Matlab来对原算法进行仿真验证，然后对算法进行改进，与原算法进行实际修复效果的比较，最后给出结论。具体进度安排：

2018年4月上旬-2018年4月28日	完成文献的查阅以及算法理论的学习，完成算法改进，完成论文初稿。
2018年5月1日-2018年5月10日	用Matlab对改进的算法进行验证，完成外文文献翻译。
2018年5月11日-2018年5月20日	完善论文。

4. 参考文献

[1] 张红英,彭启琮.数字图像修复技术综述[j].中国图象图形学报,2007(01):1-10.

[2] bertalmio m,sapiro g,caselles v,et al.image inpainting[c]// proceedings of computer graphics,annual conference series,acm siggraph,new orleans,louisiana,usa,2000:417-424[3] 钱宗峰，王星全，王文交.基于整体变分模型的图像修复算法仿真实现[j].现代电子技术，2012，35（16）：66-69.[4] 张琳娜,赵凤群.基于偏微分方程图像修补bscb模型的应用[j].电子测试,2014(16):22-24.[5] chan t, shen j. non-texhire inpainting by curvature-driven diffusions(cdd)[j].journal of visual conununication and image representation, 2001, 12(4): 436-499.

[6] 赵颜伟,李象霖.基于cdd模型的快速图像修复算法[j].计算机仿真,2008(10):223-227.[7] 赵颜伟,李象霖.一种基于tv模型的快速图像修复算法[j].微电子学与计算机,2009,26(06):253-256 260.