基于圖像修復(fù)的圖像編碼技術(shù)

戚曉晶

（遼寧大連92124部隊，大連 116023）

1 研究背景分析

1.1 圖像編碼技術(shù)概述

圖像編碼技術(shù)也叫作圖像壓縮技術(shù)。圖像編碼技術(shù)的誕生要得益于圖像傳輸?shù)南嚓P(guān)需求。很多工作情況下，要求對于圖像進行快速的傳輸和解碼，但是如果圖像本身信息量過大，會產(chǎn)生一定的困難。圖像編碼技術(shù)本身是在20世紀(jì)的六十年代誕生，并實現(xiàn)了迅速的發(fā)展。近半個世紀(jì)以來，由于科學(xué)技術(shù)的不斷革新，計算機技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。圖像編碼技術(shù)本身對于社會生活和專業(yè)的圖像領(lǐng)域都有比較重要的應(yīng)用?；谟嬎銠C技術(shù)的發(fā)展，圖像編碼技術(shù)也得到了進一步的完善?，F(xiàn)在圖像編碼技術(shù)已經(jīng)展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。在數(shù)字圖像的表示過程當(dāng)中，涉及大量的數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)之間具有高度的相關(guān)性。簡單來說就是存在一些冗余信息，在對于圖像的表現(xiàn)當(dāng)中，去掉這些冗余信息不會對表達信息造成障礙，還能夠盡量提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，減少數(shù)據(jù)的儲存空間。其冗余數(shù)據(jù)主要有空間冗余和視覺冗余、結(jié)構(gòu)冗余等等方式。圖像編碼技術(shù)就是在冗余信息上進行相關(guān)處理的。通過對于這部分冗余信息處理，能夠更快的傳遞信息，方便生產(chǎn)和生活。圖像編碼技術(shù)將是數(shù)字信號繼續(xù)革新與發(fā)展的基礎(chǔ)與核心之一。下面筆者將對于圖像修復(fù)技術(shù)進行簡要的概述。

1.2 圖像修復(fù)技術(shù)概述

圖像修復(fù)技術(shù)的誕生是因為人們對于已經(jīng)破損或者信息缺失的圖像有修復(fù)的要求。圖像修復(fù)技術(shù)的難度就在于如何利用技術(shù)優(yōu)勢來進行恢復(fù)，讓觀察圖像的人無法察覺到圖像的缺失。當(dāng)前針對圖像修復(fù)技術(shù)，在國外研究是比較深入的，但是在國內(nèi)屬于初級階段。圖像修復(fù)實際上是將圖像當(dāng)中缺失的部分進行填補，由此讓圖像能夠更加完整。圖像恢復(fù)最初應(yīng)用的領(lǐng)域是在藝術(shù)和繪畫方面。尤其是在對于古代畫作的恢復(fù)方面，是一種比較常見的技術(shù)，能夠讓古代畫作更加完整。圖像修復(fù)技術(shù)的核心在于根據(jù)現(xiàn)存的圖像聯(lián)想缺損的圖像。圖像修復(fù)工作的效果評定是偏向主觀性的，是要符合人們的想象和視覺感受。隨著圖像修復(fù)技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，比如文物修復(fù)和圖像壓縮和視頻通話等，圖像修復(fù)技術(shù)逐漸受到國內(nèi)學(xué)者的關(guān)注。

2 基于圖像修復(fù)的圖像編碼技術(shù)分析

當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的圖像編碼激素主要是依托圖像修復(fù)技術(shù)發(fā)展起來的，其具有一定的實用性特征。利用圖像編碼技術(shù)，能夠?qū)D像當(dāng)中的冗余部門進行去除。在整個過程當(dāng)中，需要對于圖像本身進行一個感性與理性的認(rèn)識，才能夠更好的進行下一步的編碼工作。圖像編碼技術(shù)有兩種，一種是有輔助信息的，一種是沒有輔助信息。通常情況下，有輔助信息的系統(tǒng)在進行圖像編碼的時候除了要進行區(qū)域的分類之外，還需要對于圖像的特征進行辨認(rèn)和提取。提取出來的圖像特征就作為輔助信息進行傳遞，讓解碼斷能夠根據(jù)傳輸過來的輔助信息更好的對圖像進行恢復(fù)。對于沒有輔助信息的圖像編碼技術(shù)來說，其傳輸?shù)乃俣葧?，占有的存儲空間也會更少。但是它有一個比較明顯的缺點就是圖像的質(zhì)量不是非常高。

基于圖像修復(fù)的圖像編碼技術(shù)，具體的流程首先要在編碼端對于圖像進行相關(guān)的分析，然后選取要丟棄的圖塊和要保留的圖塊，然后對于已經(jīng)決定保留的圖塊進行編碼，通過傳輸，將圖像傳輸給接收端。接收端會對于接收的編碼進行解讀，利用圖像修復(fù)技術(shù)逐漸恢復(fù)出缺失區(qū)域的圖像，以此來完成對完整圖像的接收。下面筆者將選取兩個模塊來具體分析。

2.1 塊丟棄模塊

在該模塊當(dāng)中，主要是選擇保留塊和丟棄塊。選擇保留塊和丟棄塊的原則主要是利用了人肉眼感知圖像的規(guī)律和特點。比如人的肉眼在對圖像進行觀察的時候，會對圖像的邊緣比較敏感，所以圖像的邊緣就成為保留塊。但是人眼對于亮度比較低的圖塊本身不敏感，所以可以將其作為丟棄塊。

2.2 結(jié)語編/解碼模塊

對于塊劃分模塊，對于需要丟棄的塊進行下一步的分類，將丟棄塊分成紋理信息塊和結(jié)構(gòu)信息塊等，選擇不同的圖像修復(fù)方式。主要是考慮丟失塊的8-鄰域，如果在領(lǐng)域范圍當(dāng)中，出現(xiàn)一個塊是結(jié)構(gòu)信息塊，那么這塊丟失塊就會被認(rèn)為是結(jié)構(gòu)信息塊。具體的判定流程如下。首先要先引入一個粗糙度作為參考，對于一個對于一個shs大小的塊，粗糙度就是丟失塊鄰域中局部極值的個數(shù)。粗糙度的范圍在0和s2之間。如果一個像素的灰度值，既是所在行的極值，又是所在列的極值。那么該像素就是這個這塊區(qū)域的局部極值；然后定義局部極值的門限n，若極值個數(shù)低于n，則認(rèn)為該塊屬于包含結(jié)構(gòu)信息的塊，反之就是紋理信息塊。

3 基于圖像修復(fù)的圖像編碼技術(shù)發(fā)展前景分析

針對給予圖像修復(fù)的圖像編碼技術(shù)，筆者認(rèn)為，其發(fā)展前景是比較廣闊的。我們想要深化圖像編碼技術(shù)的高效性和適應(yīng)性，就需要立足于經(jīng)典的編碼技術(shù)進行相關(guān)的研究。經(jīng)典的方法能夠幫助我們把握圖像編碼技術(shù)的核心。其次也可以結(jié)合一些新的技術(shù)模式。比如可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法更新圖像編碼技術(shù)。但是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法是否符合圖像壓縮和編碼的要求還有待相關(guān)人員的發(fā)掘。

[1] 王學(xué)軍，劉鐵軍.塔形矢量量化圖像編碼技術(shù)的研究與實現(xiàn)[J].長春郵電學(xué)院學(xué)報，1997（01）.