テクスチャの明度・幾何変換と類似パターン位置を考慮したエネルギー最小化による画像修復

摘要

本稿では，写真についた傷など画像内の不要な部分を取り除き，その欠損領域を自動的に修復する新たな手法を提案する．従来，パターン類似度SSD（Sum of Squared Differences）に基づくエネルギー関数を用いて欠損を修復する手法が提案されている．しかし，画像内のテクスチャパターンに限りがあるため，違和感のない修復に必要なパターンが画像内に存在しないことが多い．そこで，本研究ではテクスチャの明度と幾何学的な変換を考慮したエネルギー関数を新たに定義し，画像内で近接するパターン間の相対的な位置関係を利用し，エネルギーを最小化する．これにより，パターンの不足による不自然なテクスチャの生成を抑制し，また幾何学的変換の許容による計算コストの増加を抑止する．実験では，様々な画像に対して欠損領域の修復を行い，アンケート評価により従来手法と比較することで提案手法の有効性を示す．%Image inpainting techniques have been widely developed to remove undesired objects in images such as damaged portions of photographs and people who have accidentally entered pictures. Conventionally, the missing parts of an image are completed by minimizing an energy function which is defined based on pattern similarity SSD. In this report, the conventional energy function is extended by considering brightness changes and geometric transform of textures to increase available samples. Moreover, in minimizing the energy function, the positional relationship between adjacent texture patterns is used to decrease the computational cost and generate natural textures. In experiments, the effectiveness of our proposed method is demonstrated using various images.