inpainting_mcfinpainting_mcfInpaintingMcfInpaintingMcfinpainting_mcf (Operator)

Name

inpainting_mcfinpainting_mcfInpaintingMcfInpaintingMcfinpainting_mcf — Inpainting eines Bildbereiches durch Glättung der Höhenlinien.

Signatur

Beschreibung

Der Operator inpainting_mcfinpainting_mcfInpaintingMcfInpaintingMcfInpaintingMcfinpainting_mcf setzt die an die Bildregion RegionRegionRegionRegionregionregion des Eingabebildes ImageImageImageImageimageimage angrenzenden Bildkanten in RegionRegionRegionRegionregionregion hinein fort und verbindet sie durch Glättung der Niveaulinien der Grauwertfunktion von ImageImageImageImageimageimage miteinander.

Dies geschieht durch Anwendung der Krümmungsfluss- oder intrinsischen Wärmeleitungsgleichung auf die durch das Eingabebild ImageImageImageImageimageimage zu einem Zeitpunkt definierte Grauwertfunktion u in der Region RegionRegionRegionRegionregionregion. Die diskretisierte Gleichung wird in IterationsIterationsIterationsIterationsiterationsiterations Zeitschritten der Länge ThetaThetaThetaThetathetatheta gelöst, so dass das Ausgabebild InpaintedImageInpaintedImageInpaintedImageInpaintedImageinpaintedImageinpainted_image die Grauwertfunktion zur Zeit enthält.

Ein stationärer Zustand der Krümmungsflussgleichung, die auch die Grundlage des Operators mean_curvature_flowmean_curvature_flowMeanCurvatureFlowMeanCurvatureFlowMeanCurvatureFlowmean_curvature_flow bildet, zeichnet sich dadurch aus, dass alle Niveaulinien von u die Krümmung 0 besitzen. Dies bedeutet, dass nach hinreichend vielen Iterationsschritten im Rechengebiet des Ergebnisbildes InpaintedImageInpaintedImageInpaintedImageInpaintedImageinpaintedImageinpainted_image nur noch gerade Kanten enthalten sind. Dadurch kann die Struktur der Objekte innerhalb von RegionRegionRegionRegionregionregion vereinfacht werden, wobei die verbleibenden Kanten stetig an die Kanten der umgebenden Bildmatrix anschließen. So wird eine Entfernung von Fehlstellen oder Störobjekten im Eingabebild, ein sogenanntes Inpainting, erreicht, ohne dass dies für einen menschlichen Beobachter deutlich in Erscheinung tritt, da keine auffälligen Artefakte oder Schmiereffekte zurückbleiben.

Um die Kantenrichtungen insbesondere bei verrauschten Eingabedaten stabiler zu bestimmen, kann der Berechnung der Grauwertgradienten ein zusätzlicher isotroper Glättungsschritt vorgeschaltet werden. Der Parameter SigmaSigmaSigmaSigmasigmasigma bestimmt die Stärke dieser Glättung als Standardabweichung des zugehörigen Gauß-Faltungskernes, wie er auch im Operator isotropic_diffusionisotropic_diffusionIsotropicDiffusionIsotropicDiffusionIsotropicDiffusionisotropic_diffusion zur isotropen Glättung eines Bildes verwendet wird.

Achtung

Beachten Sie, dass Filteroperatoren eventuell unerwartete Resultate ausgeben, wenn ein Bild mit einer reduzierten Domäne als Input übergeben wird. Weitere Informationen können im Kapitel Filter gefunden werden.

Ausführungsinformationen

• Multithreading-Typ: reentrant (läuft parallel zu nicht-exklusiven Operatoren).
• Multithreading-Bereich: global (kann von jedem Thread aufgerufen werden).
• Automatisch parallelisiert auf Tupelebene.
• Automatisch parallelisiert auf Kanalebene.

Parameter

Alternativen

harmonic_interpolationharmonic_interpolationHarmonicInterpolationHarmonicInterpolationHarmonicInterpolationharmonic_interpolation, inpainting_ctinpainting_ctInpaintingCtInpaintingCtInpaintingCtinpainting_ct, inpainting_anisoinpainting_anisoInpaintingAnisoInpaintingAnisoInpaintingAnisoinpainting_aniso, inpainting_cedinpainting_cedInpaintingCedInpaintingCedInpaintingCedinpainting_ced, inpainting_textureinpainting_textureInpaintingTextureInpaintingTextureInpaintingTextureinpainting_texture

Literatur

M. G. Crandall, P. Lions; „Convergent Difference Schemes for Nonlinear Parabolic Equations and Mean Curvature Motion“; Numer. Math. 75 pp. 17-41; 1996.
G. Aubert, P. Kornprobst; „Mathematical Problems in Image Processing“; Applied Mathematical Sciences 147; Springer, New York; 2002.

Modul

Foundation