数字图像修复技术综述 被引量：159

1

作者 张红英 彭启琮 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期1-10,共10页

图像修复是图像复原研究中的一个重要内容,它的目的是根据图像现有的信息来自动恢复丢失的信息,其可以用于旧照片中丢失信息的恢复、视频文字去除以及视频错误隐藏等。为了使人们对该技术有个概略了解,在对目前有关数字图像修复技术的... 图像修复是图像复原研究中的一个重要内容,它的目的是根据图像现有的信息来自动恢复丢失的信息,其可以用于旧照片中丢失信息的恢复、视频文字去除以及视频错误隐藏等。为了使人们对该技术有个概略了解,在对目前有关数字图像修复技术的文献进行理解和综合的基础上,首先通过对数字图像修复问题的描述,揭示了数字图像修复的数学背景;接着分别介绍了以下两类图像修复技术:一类是基于几何图像模型的图像修补(inpainting)技术,该技术特别适用于修补图像中的小尺度缺损;另一类是基于纹理合成的图像补全(comp letion)技术,该技术对于填充图像中大的丢失块有较好的效果;然后给出了这两类方法的应用实例;最后基于对数字图像修复问题的理解,提出了对数字图像修复技术的一些展望。 展开更多

关键词 图像复原 图像修补 图像补全 变分方法 偏微分方程 全变分 纹理合成

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基于对抗训练和卷积神经网络的面部图像修复 被引量：16

2

作者 刘昱 刘厚泉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第2期110-115,136,共7页

为了有效地修复大面积破损的面部图像,使用了解码器-编码器结构的卷积神经网络作为生成模型,并在其部分层之间增加skip-connection,以增强生成模型的结构信息预测能力,同时引入对抗训练策略优化生成模型。该模型首先训练一个判别模型识... 为了有效地修复大面积破损的面部图像,使用了解码器-编码器结构的卷积神经网络作为生成模型,并在其部分层之间增加skip-connection,以增强生成模型的结构信息预测能力,同时引入对抗训练策略优化生成模型。该模型首先训练一个判别模型识别真实图像,再利用其判别待修复图像输入生成模型后所得到的输出是否为真实,以此为生成模型提供优化梯度。结合了卷积神经网络的结构信息预测能力和GANs对抗策略的优化能力,提高了图像补全的效果。在CelebA人脸数据集上进行的实验结果表明,该方法在补全大面积破损的图像任务上性能明显优于其他方法。 展开更多

关键词 深度学习 生成对抗网络(GANs) 卷积神经网络(CNN) 图像补全 跳跃连接

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纹理合成在图像修复中的应用研究 被引量：9

3

作者 李景辉 张晓峰 马燕 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期206-208,共3页

图像修复是数字图像处理领域中的主要研究方向,该文介绍纹理合成技术中的Criminisi算法,并针对其在利用边界点优先权调整修补次序过程中存在的问题,提出一种改进算法,该算法不仅可以有效改善图像的修复效果,还可以在数字图像上实现用背... 图像修复是数字图像处理领域中的主要研究方向,该文介绍纹理合成技术中的Criminisi算法,并针对其在利用边界点优先权调整修补次序过程中存在的问题,提出一种改进算法,该算法不仅可以有效改善图像的修复效果,还可以在数字图像上实现用背景替换较大的前景物。实验结果证明了其有效性。 展开更多

关键词 图像修复 图像补全 纹理合成

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纹理合成技术在旧照片修补中的应用 被引量：8

4

作者 朱为 李国辉 涂丹 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第28期220-222,共3页

图像修复是图像复原研究的一个重要内容,它的目的是根据图像现有的信息自动恢复丢失的信息。在对目前图像修复技术两大类方法分析的基础上,提出了利用改进的纹理合成技术进行旧照片修补的方法,通过实验证明与变分方法图像修补比较有更... 图像修复是图像复原研究的一个重要内容,它的目的是根据图像现有的信息自动恢复丢失的信息。在对目前图像修复技术两大类方法分析的基础上,提出了利用改进的纹理合成技术进行旧照片修补的方法,通过实验证明与变分方法图像修补比较有更好的效果,具有很强的实用性。 展开更多

关键词 图像复原 图像补全 变分方法 纹理合成

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纹理分布分析的快速图像修复算法 被引量：12

5

作者 张晴 林家骏 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期123-129,共7页

目前基于样本块的图像修复算法均是运用平方差和(SSD)准则遍历固定的样本集以选取最优匹配块,算法普遍具有运算效率低的缺点。针对现有算法进行改进,提出一种基于图像纹理分布分析的快速图像修复算法,该算法根据局部纹理变化动态确定样... 目前基于样本块的图像修复算法均是运用平方差和(SSD)准则遍历固定的样本集以选取最优匹配块,算法普遍具有运算效率低的缺点。针对现有算法进行改进,提出一种基于图像纹理分布分析的快速图像修复算法,该算法根据局部纹理变化动态确定样本集大小,解决样本集过大时引起的计算时间浪费以及样本集过小时样本多样性不足的问题。实验结果证明,该算法保证修复结果连续且符合人眼视觉要求,大大提高了图像修复的效率,具有实际意义。 展开更多

关键词 图像修复 图像补全 纹理合成 无接缝效应

原文传递

生成式对抗网络在图像补全中的应用 被引量：8

6

作者 时澄 潘斌 +3 位作者 郭小明 李芹芹 张露月 钟凡 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2019年第8期1402-1410,共9页

图像补全是数字图像处理领域的重要研究方向,具有广阔的应用前景。提出了一种基于生成式对抗网络(GAN)的图像补全方法。生成式对抗网络模型由生成器模型和判别器模型两部分构成,通过采用卷积神经网络(CNN)实现。首先,通过生成器模型对... 图像补全是数字图像处理领域的重要研究方向,具有广阔的应用前景。提出了一种基于生成式对抗网络(GAN)的图像补全方法。生成式对抗网络模型由生成器模型和判别器模型两部分构成,通过采用卷积神经网络(CNN)实现。首先,通过生成器模型对图像的缺失区域进行补全;然后,利用判别器模型对图像的补全效果进行判别。采用马尔科夫随机场(MRF)与均方误差(MSE)相结合的损失函数训练生成器模型,加强对图像纹理细节的处理能力。实验结果证明,基于生成式对抗网络的图像补全方法,相较于其他现有的方法,具有更好的补全效果。 展开更多

关键词 图像补全 生成式对抗网络 卷积神经网络 马尔科夫随机场 均方误差

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生成对抗网络在图像修复中的应用综述

7

作者 龚颖 许文韬 +1 位作者 赵策 王斌君 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2024年第3期553-573,共21页

随着生成对抗网络的迅猛发展,许多基于传统方法难以较好解决的图像修复问题获得了新的研究途径。生成对抗网络凭借强大的生成能力,能从受损图像中恢复出完好的图像,故而在图像修复中得到较为广泛的应用。总结了近年来利用生成对抗网络... 随着生成对抗网络的迅猛发展,许多基于传统方法难以较好解决的图像修复问题获得了新的研究途径。生成对抗网络凭借强大的生成能力,能从受损图像中恢复出完好的图像,故而在图像修复中得到较为广泛的应用。总结了近年来利用生成对抗网络修复受损图像问题的相关理论与研究,以受损图像的类别及其所适配的修复方法为主要划分依据,将图像修复的应用划分为图像补全、图像去模糊、图像去噪三个主要方面。针对每一方面,通过技术原理、应用对象等维度对图像修复的应用进一步细分。对于图像补全领域,从使用条件引导与潜在编码等角度探讨了基于生成对抗网络的不同图像补全方法;对于图像去模糊领域,阐释了运动模糊图像与静态模糊图像的本质不同及其修复方法;对于图像去噪领域,归纳了不同类别图像的个性化去噪方法。同时,对于每一类应用,分析了所采用的具体生成对抗网络模型的特点及其贡献。最后,总结了生成对抗网络应用于图像修复的优势与不足,并对未来应用场景进行了展望。 展开更多

关键词 图像修复 生成对抗网络 图像补全 图像去模糊 图像去噪

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基于结构线拟合的残损丝织品文物虚拟修复 被引量：2

8

作者 孙晓婉 贾静 +2 位作者 徐平华 曹竟文 李碧 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-8,共8页

图像修复算法多依赖先验信息推断并恢复缺损区域,对于无参考信息下结构复杂的非规则图案,容易出现结构线断联和块效应现象。为此,本文提出一种基于结构线拟合的无参照丝织品文物图像虚拟修复算法。在缺损区域图案信息修复总体框架下,首... 图像修复算法多依赖先验信息推断并恢复缺损区域,对于无参考信息下结构复杂的非规则图案,容易出现结构线断联和块效应现象。为此,本文提出一种基于结构线拟合的无参照丝织品文物图像虚拟修复算法。在缺损区域图案信息修复总体框架下,首先对丝织文物图像进行超分辨率重建,获取细节较为清晰的图像;其次,对图像待修复区域进行掩膜处理,在交互引导下,采用反距离加权法插值获取缺损轮廓边界关键点像素颜色值,利用Bezier曲线连通纹理结构线;最后,利用改进优先权的图像修复算法对纹理合成填充待修复区域进行迭代修复,直至完成缺损区域内容修补。实验结果表明,文物图像中纹样结构上基本保持了原图的路径趋势,能够完好地对内容进行修复。修复结果取得的SSIM均值为0.98,PSNR均值为36.76,高度再现了丝织品图案原貌。 展开更多

关键词 曲线拟合 虚拟修复 图像重建 文物修复 丝织品 图像补全

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一种改进的小组立工件图像处理算法

9

作者 于航 赵亦希 康世豪 《中国海洋平台》 2024年第3期103-108,共6页

针对三维相机拍摄得到的小组立复杂结构件点云数据,建立小组立焊接机器人的整体视觉算法系统。在处理点云图像时,发现阴影和常规点云滤波方法可能会破坏模型,因此采用离群滤波算法对点云数据进行清理,估计提取的特征向量,并结合曲率滤... 针对三维相机拍摄得到的小组立复杂结构件点云数据,建立小组立焊接机器人的整体视觉算法系统。在处理点云图像时,发现阴影和常规点云滤波方法可能会破坏模型,因此采用离群滤波算法对点云数据进行清理,估计提取的特征向量,并结合曲率滤波算法去除小范围阴影噪声平面。经过设备调试和生产验证,成功剔除噪声点,并有效保留三维模型的尖锐特征,为后续点云配准和三维重建提供基础。整个小组立三维相机处理系统可涵盖大部分小组立复杂结构件,这一研究成果可为船厂小组立焊缝识别视觉系统的设计提供有益参考。 展开更多

关键词 小组立 图像数据增强 点云滤波 图像补全 曲率滤波

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以TV模型为例的西藏壁画数字图像修复技术研究 被引量：5

10

作者 姜军 卓嘎 +2 位作者 王朝霞 涅涛远 冯建尚 《电子设计工程》 2013年第3期136-139,共4页

通过介绍图像修复技术中的一个主要修复模型,即基于偏微分方程的图像修复技术,具体分析了数字图像的的破损类型及对应方法,在偏微分方程的基础上,深入了解此模型中具有代表性的TV图像修复模型。分析TV模型在噪声影响下对修复方程的约束... 通过介绍图像修复技术中的一个主要修复模型,即基于偏微分方程的图像修复技术,具体分析了数字图像的的破损类型及对应方法,在偏微分方程的基础上,深入了解此模型中具有代表性的TV图像修复模型。分析TV模型在噪声影响下对修复方程的约束,实现对噪声图像的处理方法。分析和对比此类模型对不同破损图像的修复效果,得出了最佳修复方案。 展开更多

关键词 图像修复 图像补全 偏微分方程 图像增强

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基于语义与几何约束的动态SLAM系统

11

作者 丁国强 赵朋朋 +1 位作者 李涛 娄泰山 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第4期1248-1255,共8页

针对传统视觉SLAM在动态环境中出现的漂移、定位丢失和精度差等问题,提出一种基于语义先验信息和几何约束的面向动态环境的视觉SLAM系统。在传统ORB-SLAM2系统框架下加入语义分割模块,以提取物体的先验信息;利用先验的静态特征点进行几... 针对传统视觉SLAM在动态环境中出现的漂移、定位丢失和精度差等问题,提出一种基于语义先验信息和几何约束的面向动态环境的视觉SLAM系统。在传统ORB-SLAM2系统框架下加入语义分割模块,以提取物体的先验信息;利用先验的静态特征点进行几何约束,剔除图像中的动态特征点;针对剔除动态特征点会导致特征缺失等问题,加入图像补全线程,合成一个不包含动态物体的图像帧;利用合成帧求解相机位姿。实验结果表明,与传统算法相比,该算法在高动态环境中具有较高精度。 展开更多

关键词 同时定位与建图 动态环境 语义分割 几何约束 运动一致性检测 图像补全 位姿估计

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基于深度学习的图像补全算法综述 被引量：6

12

作者 唐浩丰 董元方 +1 位作者 张依桐 孙娟娟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2020年第S02期151-164,共14页

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。... 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。 展开更多

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

13

作者 杨博文 何衡湘 邓洪峰 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第8期266-270,318,共6页

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... 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。 展开更多

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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基于多尺度特征和图像补全的变压器套管憎水性识别方法

14

作者 刘旭光 李婷婷 李建萍 《环境技术》 2024年第6期157-164,共8页

提出基于多尺度特征和图像补全的变压器套管憎水性识别方法,及时、准确识别套管憎水性情况,避免电气故障发生,提高变压器运行的可靠性与电力系统的稳定性。利用BSCB算法补全变压器套管图像中的缺损区域,获取完整图像;利用LBP算法提取补... 提出基于多尺度特征和图像补全的变压器套管憎水性识别方法,及时、准确识别套管憎水性情况,避免电气故障发生,提高变压器运行的可靠性与电力系统的稳定性。利用BSCB算法补全变压器套管图像中的缺损区域,获取完整图像;利用LBP算法提取补全后图像的纹理特征向量,利用Canny算法对补全后图像实施分割处理,得到水珠与背景的分割图像,从分割图像中提取与套管憎水性密切相关的四个特征量来描述套管憎水性特征;构建概率神经网络模型,将获取的纹理特征向量与套管憎水性特征量作为输入项,输入至训练好的概率神经网络模型,其输出结果即是变压器套管憎水性最终的识别结果。实验表明,该方法可以精准识别变压器套管憎水性级别,当概率神经网络模型中的平滑因子设置为0.7时,识别效果最好。 展开更多

关键词 变压器套管 图像补全 憎水性识别 憎水性特征 纹理特征 概率神经网络

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基于GAN反演的无缝图像补全技术

15

作者 喻永生 罗铁坚 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期705-714,共10页

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... 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%。 展开更多

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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基于区域填充的图像修复算法研究 被引量：5

16

作者 邓悟 吴笛 +2 位作者 滕奇志 宁宁 何小海 《计算机与数字工程》 2014年第3期495-498,525,共5页

图像修复算法是一类基于人工智能研究领域的一个很有发展潜力和实用价值的研究方向。论文通过待修复区域中提取的信息,按照等照度线检索(isophote-driven)进行正交迭代运算,并在填充顺序中加入了判断策略,从而实现了对损坏图像的修复。... 图像修复算法是一类基于人工智能研究领域的一个很有发展潜力和实用价值的研究方向。论文通过待修复区域中提取的信息,按照等照度线检索(isophote-driven)进行正交迭代运算,并在填充顺序中加入了判断策略,从而实现了对损坏图像的修复。通过对算法的分析和对比,验证了该算法的改进是有效的。 展开更多

关键词 图像修复 图像补全 等照度线 洋葱皮策略

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基于图像块相似性和补全生成的人脸复原算法 被引量：4

17

作者 苏婷婷 王娜 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第13期171-176,共6页

图像获取过程中,由于成像距离、成像设备分辨率等因素的限制,成像系统难以无失真地获取原始场景中的信息,产生变形、模糊、降采样和噪声等问题,针对上述情况下降质图像的复原问题,提出了适用于低分辨率,低先验知识情况下的人脸复原方法... 图像获取过程中,由于成像距离、成像设备分辨率等因素的限制,成像系统难以无失真地获取原始场景中的信息,产生变形、模糊、降采样和噪声等问题,针对上述情况下降质图像的复原问题,提出了适用于低分辨率,低先验知识情况下的人脸复原方法,通过基于图像相似性的期望块log相似性EPLL (expected patch log likelihood)框架来构建人脸复原效果的失真函数,利用生成对抗网络的图像补全式生成过程来复原图像。所提算法在加噪率50%以及更高情况下可以保持较好的人脸图像轮廓与视觉特点,在复原加噪20%的降质图像时,相比传统的基于图像块相似性的算法,本文算法复原结果的统计特征峰值信噪比PSNR (peak signal-noise ratio)与结构相似度SSIM (structural similarity)值具有明显优势。 展开更多

关键词 图像复原 图像块相似性 生成对抗网络 人脸复原 图像补全

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基于快速傅里叶变换和选择性卷积核网络的图像补全 被引量：1

18

作者 吴颖超 胡靖 《计算机系统应用》 2023年第11期149-158,共10页

较传统方案而言,目前基于深度学习的图像补全方法取得了更优的修复效果.但大都忽视了建立像素的长距离依赖,深度学习模型处理大面积不规则缺失时效果不佳、生成图像整体契合度不足.另一方面,很多通过融合多尺度感受野来保留更多细节信... 较传统方案而言,目前基于深度学习的图像补全方法取得了更优的修复效果.但大都忽视了建立像素的长距离依赖,深度学习模型处理大面积不规则缺失时效果不佳、生成图像整体契合度不足.另一方面,很多通过融合多尺度感受野来保留更多细节信息的补全算法,由于无法动态的调节感受野,而受到输入尺度与补全目标尺度变化带来的影响,最终导致生成结果产生明显的伪影误差.针对这类问题,本文提出一种基于快速傅里叶变换和选择性卷积核网络的补全算法,在实现像素长距离依赖的同时保证模型的高效率运行.此外,本算法还改进了选择性卷积核网络,可按照各卷积核特征的贡献,自适应调整相应权重,从而为模型提供精确的局部性信息补充,最终生成全局融合度更高、局部细节更丰富的补全结果.在Celeb-A和Place2数据集的实验表明,本文方法不仅在PSNR和SSIM指标上超越了现有的前沿图像补全方法,且处理受遮挡率为80%以上的图像时具有明显优势,能够生成更真实地结果. 展开更多

关键词 深度学习 图像补全 注意力机制 快速傅里叶变换 大面积缺失

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基于生成式对抗神经网络的手写文字图像补全 被引量：3

19

作者 李农勤 杨维信 《图学学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期878-884,共7页

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... 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。 展开更多

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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基于改进MAE的装甲车辆目标前景遮挡部分补全方法

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作者 余晓晗 毛绍臣 +2 位作者 綦秀利 王家宝 张所娟 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2023年第11期72-80,共9页

无人装备在侦察行动中拍摄的目标图像,往往大面积被前景物体遮挡,严重影响智能目标识别准确率和可靠性。提出了一种基于改进的掩码自编码器(masked autoencoders,MAE)对疑似目标的前景遮挡部分进行补全处理的方法,该方法有效解决了军事... 无人装备在侦察行动中拍摄的目标图像,往往大面积被前景物体遮挡,严重影响智能目标识别准确率和可靠性。提出了一种基于改进的掩码自编码器(masked autoencoders,MAE)对疑似目标的前景遮挡部分进行补全处理的方法,该方法有效解决了军事目标高度融入环境、侦察图像分辨率高、军事训练样本体量不足等实际问题,目标补全结果更准确,在图像语义上也更符合人的认知。通过定量、定性的分析对比实验,验证了该方法的补全效果,展示了其实用价值。 展开更多

关键词 装甲车辆目标 图像补全 掩码自编码器 前景遮挡 目标识别

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