数字图像修复技术在缺损照片处理中的应用探讨

随着我国科学技术的不断提高，数字图像修复技术的应用也越来越显著，其是数字图像处理中一个很重要的技术手段，可有效地将一些破损图片、照片、画作以及电影胶片等元素修复归位。同时为了满足当下人们对于图像和视频的多元化需求，数字图像修复技术也在不断地创新和改进，并在各领域中获得民众的一致好评，如：视频通信、文字档案、生物医学、遥感测绘、工业生产等领域，文章主要针对数字图像修复技术在缺损照片处理中的应用做进一步的探讨和分析。

标签：数字图像修复技术；缺损照片处理；应用探讨

21世纪是一个技术信息的时代，各种数字产品、电子产品的应用也越来越受到人们的欢迎，可以给其日常生活带来很大的便利。因此数字图像修复技术也就逐渐突显出它在各领域中的技术优势，其可以将一些有划痕的图片、移除文字后的缺损区等元素进行有效的填充和修补，使之还原成本来面貌，从而恢复正常使用功能。并能对不同受损程度的照片采取新的修复技术，从而提升数字图像修复质量，为社会发展和人们多元化的需求做出应尽的贡献和义务。

1 数字图像修复技术概述

所谓图像修复，是指对图像中信息残缺的部位进行有效的填充和修补，使之还原成完整面貌的一个补全过程。图像修复技术起源于欧洲文艺复兴时期，在以往应用过程中，其通常对一些因保存不善出现裂痕或缝隙的作品进行完整的修补，修补方式极为单一和滞后，主要是依靠人手工修复来完成，不仅修补周期较长，而且也给工作人员增加了很大的负担。随着社会的不断进步和发展，很多图像作品也都采用了数字化的处理技术，修复人员只需用电脑将其扫描，然后再利用电脑中事先安装好的相应程序，对作品进行自动修复，这样就完成了整个修复过程，既提高了修复效率，又节省了修复时间和人工成本，从而保证了作品的完整性和有效性。现阶段，数字图像修复技术已在大范围内推广和使用，也被越来越多的学者和专家们所认同，其不仅适用于静态图像的修复，还可以在动态图像中发挥优势，目前，我国数字图像修复技术主要包括两种技术形式，一种是基于变分PDE模型的数字图像修复技术，一种是基于纹理合成的数字图像修复技术，基于纹理结构的数字图像修复技术。前者可修复一些小尺度破损的数字图像，其修复原理是根据待修补区域的边缘信息来确定，没有任何局限性可同时填补多个不同结构和背景的区域。而对于一些较大面积信息丢失的图像而言，其处理手段就要采用基于纹理合成的图像修复技术来实现，这种修复技术又包含图像分解的纹理合成修复技术和样本的纹理合成修复技术，其修复原理是先把待修复的图像根据结构和纹理分成两部分，然后再把其中属于结构部分的图像利用PDE模型处理修补算法来处理，而剩下的纹理部分图像则采用纹理合成的方法来填充，这样分割式修复既能从根本上提升图像修复质量，又可以保持图像的清晰和完整，从而满足当下广大用户修复的需求[1]。

2 数字图像修复技术在缺损照片处理中的应用

快速数字图像修复技术

用高斯内核卷积图像（即计算相邻像素的加权平均数），相当于各向同性扩散（线性热传导方程）。我们的算法使用加权平均的内核，只考虑相邻像素的贡献（即内核中心为零）。图2显示了伪码算法和两个扩散内核。本文中所有重建图像是通过该算法获得，或者是该算法经过轻微的变化获得，将在3.1节解释。 3.1保留边缘当Ω跨越高对比度边缘的边界时（图3（前左）），该算法最简单版本，会带来附加效果（明显的模糊）。在实践中，只有在Ω和高对比度边缘的相交处，需要各向异性扩散，这些区域通常只占整个区域内很小比例。创建指定待修复区域的遮盖是修复过程中最耗时的步骤，需用户干预。由于我们的算法可以在短短几秒钟内修复图像，它可用于遮盖互动创建。我们利用这个互动通过扩散障碍进行边界重联，这是Ω内扩散过程的边界。这完成一个边界重建和各向异性扩散类似的的结果，但没有相关的开销。在实践中，扩散屏障是两个像素宽的线段。当扩散过程中达到一个障碍，达到像素进行颜色设定，进程终止。图3进行了说明，图3中（左后方）明显的交叉线代表修复区域。简单扩散修复算法在Ω和高对比度边缘之间的相交处产生模糊点（参见图3中的小圆圈（前左））。通过适当增加扩散屏障（整个遮盖线段图3（右后）），用户停止遮盖两边混合信息的扩散过程。由此产生的直线如图3（前右）所示。 4结果我们已经在C + +中实施了图2描述的算法，并尝试了两种不同的扩散内核。在这两种情况下的结果相似。文中所有的图片都使用128 MB的内存运行Windows98450兆赫奔腾III 电脑和使用图2所示的最左边内核生成。在图5，8，9和10所示的结果是使用无扩散障碍最简单的版本的算法得到。对于图1，使用了遮盖，两个扩散障碍（图4）。三个女孩的例子，使用了四个扩散障碍，以及有遮盖穿过高对比度边缘的区域（图6（右））。在所有情况下，都用100扩散迭代。所有修复和线装饰删除系统需要手动遮盖。鉴于有一套功能的绘图系统，创建一个遮盖所需的时间，只依赖于可用的功能，也不受所使用修复算法的影响。对于交互式应用程序，在同一系统中拥有屏蔽功能和修复算法是可取的，以避免在不同的环境之间切换。在我们目前的原型中，我们已经实现了一个简单的绘图系统以及导入和导出JPEG文件的功能。恢复林肯的画像和三个女孩的图片（图4和6（右），分别）使用的遮盖，是我们的绘画系统创建的。在新奥尔良的例子（图5）所使用的遮盖，通过使用Photoshop中选择颜色

几种典型的土壤污染修复技术综述_徐铁兵

Value Engineering 0引言土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。土壤是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空气等固、液、气三相组成的。土壤介质是非均质的集合体，结构复杂，大量有机、无机胶体和氧化物相互交错、混杂，介质表面上的存在电场和剩余力场，具有巨大的表面能，能与土壤液、气相中的离子、质子、分子相互作用。与此同时，土壤中的生物体系非常丰富，包括微生物区系、微动物区系和动物区系，其中尤以微生物最为活跃。土壤生物使土壤具有生物活性，是土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物迁移转化的重要参与者。此外，土壤中的有机和无机的氧化性和还原性物质构成了一个复杂的氧化还原混合体系，土壤在这些物质的共同作用下表现出一定的氧化－还原特性。土壤的这些性质，使土壤具备了一定的自净能力。虽然土壤自身的净化作用可以减少土壤中污染物的污染程度，但是如果进入土壤中的污染物含量在数量和速度上超过土壤的自净能力，即超过土壤的环境容量，终将会导致土壤的污染。土壤污染在中国已成为一个日益严重的问题。这些污染场地的存在带来了双重问题：一方面是环境和健康风险；另一方面是阻碍了城市建设和地方经济的发展。解决此问题最直接方法是场地修复[1]。 1土壤修复技术 1．1几种典型的土壤污染问题 1.1.1重金属污染采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类：第一类，对作物以及人体有害的元素，如汞、镉、铅及类金属砷等，因此，必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量；第二类，常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素，如铜、锌、铬、锰及类金属硒等，应控制其含量，使其有益作物生长和人体健康。 1.1.2石油污染石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染，土壤中的石油污染物多集中在20cm 左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥，也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等，其中环境优先控制污染物多达30种。 1.1.3化肥污染化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础，更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%，稳定在50%左右，但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。 1.1.4农药污染据初步统计，我国至少有l300-1600 万hm 2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据，全国47.5%的蔬菜农药残留超标，因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。 1．2污染土壤的修复技术现有污染土壤的修复途径包括：第一，降低污染物在土壤中的浓度；第二，通过固化或钝化作用改变污染物的形态从而降低在环境中的迁移性；第三；从土壤中去除[2]。下面介绍几种土壤的修复技术： 1.2.1物理修复治理污染土壤的方法在20世纪80年代以前仅仅限于物理法和化学法。如早期的焚烧法、换土法以及隔离法等都要求高温、人力以及机械设备等，不仅成本很高，最主要的是没有从根本上解决污染问题，这些处理方法仅仅是使污染物发生了转移，对这些污染物还需要进一步的处理，目前这些方法仅仅应用于处理一些突发的紧急事件。而现在出现的一些经济可行的新技术、新工艺等逐渐成为了研究的热点，如：电修复法、土壤气相抽提法及CSP 法、热解析法等。电修复法：将电极插入到受污染的地下水或土壤区域，在直流电的作用下形成直流电场，则土壤中的离子和 —————————————————————— 作者简介：徐铁兵（1973-），男，河北辛集人，工学硕士，高级工程师，研究方向为环境影响评价和固体废物资源化。几种典型的土壤污染修复技术综述 Overview on Several Typical Soil Pollution Remediation Technologies 徐铁兵XU Tie-bing ；梁静LIANG Jing ；孙玉艳SUN Yu-yan （河北省环境科学研究院，石家庄050037）（Hebei Provincial Environmental Science Research Institute ，Shijiazhuang 050037，China ）摘要：土壤污染是当前重要的环境问题之一。本文概述了目前国内外处理污染土壤常用的物理修复、化学修复和生物修复技术以及其研究进展。由于各种修复技术各有所长、各有所短，因此为了克服单一方法的缺点，发挥不同修复技术的长处，对加强研发污染土壤的综合修复技术提出了几方面建议。 Abstract:Soil pollution is one of the important environmental problems.This paper outlines the current physical remediation,chemical remediation and bioremediation Technique as well as their research in soil pollution treatment at home and abroad.Because each one has its good points and limitations,therefore,in order to overcome the disadvantages of a single method,play the strengths of different remediation technology,this paper puts forward several suggestions to comprehensive remediation technology of strengthening the research and development of contaminated soil. 关键词：土壤污染；重金属；石油烃；持久性有机物（POPs ）；土壤修复技术Key words:soil pollution ；heavy metal ；petroleum hydrocarbon ；persistent organic pollutants (POPs)；soil remediation technology 中图分类号：X53文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）14-0313-02 ·313·

图像复原方法综述

图像复原方法综述 1、摘要图像是人类视觉的基础，给人具体而直观的作用。图像的数字化包括取样和量化两个步骤。数字图像处理就是将图像信号转换成数字格式，并利用计算机进行加工和处理的过程。图像复原是图像处理中的一个重要问题，对于改善图像质量具有重要的意义。解决该问题的关键是对图像的退化过程建立相应的数学模型，然后通过求解该逆问题获得图像的复原模型并对原始图像进行合理估计。本文主要介绍了图像退化的原因、图像复原技术的分类和目前常用的几种图像复原方法，详细的介绍了维纳滤波、正则滤波、LR算法和盲区卷积，并通过实验证明了该方法的可行性和有效性。关键词：图像退化、图像复原、维纳滤波、正则滤波、LR算法、盲区卷积、 2、图像复原概述在图像的获取、传输以及保存过程中，由于各种因素，如大气的湍流效应、摄像设备中光学系统的衍射、传感器特性的非线性、光学系统的像差、成像设备与物体之间的相对运动、感光胶卷的非线性及胶片颗粒噪声以及电视摄像扫描的非线性等所引起的几何失真，都难免会造成图像的畸变和失真。通常，称由于这些因素引起的质量下降为图像退化。图像退化的典型表现是图像出现模糊、失真，出现附加噪声等。由于图像的退化，在图像接受端显示的图像已不再是传输的原始图像，图像效果明显变差。为此，必须对退化的图像进行处理，才能恢复出真实的原始图像，这一过程就称为图像复原[1]。图像复原技术是图像处理领域中一类非常重要的处理技术，与图像增强等其他基本图像处理技术类似，也是以获取视觉质量某种程度的改善为目的，所不同的是图像复原过程实际上是一个估计过程，需要根据某些特定的图像退化模型，对退化图像进行复原。简言之，图像复原的处理过程就是对退化图像品质的提升，并通过图像品质的提升来达到图像在视觉上的改善。由于引起图像退化的因素众多，且性质各不相同，目前没有统一的复原方法，众多研究人员根据不同的应用物理环境，采用了不同的退化模型、处理技巧和估计准则，从而得到了不同的复原方法。图像复原算法是整个技术的核心部分。目前，国内在这方面的研究才刚刚起步，而国外

浅述图像修复技术的发展

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/8711832060.html, 浅述图像修复技术的发展作者：赵楠来源：《科学与信息化》2019年第33期摘要随着计算机科学技术的发展，计算机图像处理学科迅速成长，深入到各个领域。数字图像修复技术是近几年提出的一个具有挑战性的课题，在许多领域都得到了应用。本文通过对图像修复技术及方法的总结和展望，为进一步完善图像修復理论做准备。关键词图像修复技术;偏微分方程的方法;纹理合成方法 1 图像修复技术的发展数字图像修复是数字图像处理技术的一个重要分支，其主要工作原理是利用数字图像已知区域来修复未知区域，用前后帧的领域信息来填充未知的图像待修复区。数字图像修复的主要目的是使观察者无法察觉图像已被修改，或者使图像获得更好的视觉效果。图像修复方法可以应用于图像编码、图像修改、目标隐藏、图像传输、图像压缩等方面。从图像修复的发展历史分析，图像修复方法是一项比较久远的技术，在很早的文艺复兴时期就出现了。战乱年代，由于珍贵的艺术品被多次易手，再经过长期的风化、油墨脱落，就难免有所损伤，人们为了保持作品的原有整体视觉效果，对艺术作品中丢失或损坏的部分进行修复。这种修复主要是由富有经验的人员采用手工方式直接在原始作品上进行处理，处理结果一旦形成就不可能再更改，稍有疏忽就将对珍贵的艺术品造成不可挽回的损失，因而具有相当高的风险。数字图像修复方法的研究起源于20世纪的50年代初期，当时美国和苏联在太空争霸赛中首次用到了数字图像恢复技术。因为那时人类获得了大量有关地球和太阳系的图片，但是受当时的成像传感器和成像技术条件的限制，使得这些图片存在严重的退化变质现象。为了不让这些通过高科技手段得到的技术研究成果付之东流，人们迫切需要研发新的技术提高这些图片的质量，提取图像中的有用信息，数字图像修复技术就是在这样的背景下产生的。由于数字图像恢复所处理的问题是一个病态的反问题，它设法用一个数学过程来描述，图像修复也无法表示出其逆过程，人们无法从最终的退化影像中获得准确的原始影像信息。如果破损区域较大，结构比较复杂，对它的修复将有更强的主观性，这时的各种预测只要在边界处能和已知数据吻合的上，就能构成一个成功的修复结果，这就表现出更强的病态性。因此，许多学者一直追求图像修复研究的有效方法。当今世界日益数字化，图像修复已经成为信息技术领域的一个新的活跃研究方向，在图像处理、视觉分析、电影业等领域中具有极其广泛的应用。一些优秀的图像修复算法已经被集成

图像运动模糊复原算法综述概要

７５２ｂ＝———＝；———＃＝＝——＝＝＝＝—＃＝＝；＝————＝—＝——＝＝＝＝＝——＝＝＝——＝—＃一ａ以科学发展观促进科技创新（下）２１ＥｉｃｈｍａｎｎＧ，ＳｔｏｊａｎｃｉｃＭ．Ｓｕｐｅｒｒｅｓｏｌｖｉｎｇｓｉｇｎａｌａｎｄｉｍａｇｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｏｒｙ．Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．１９８７。Ｖ０１．２６：１９１１～１９１８ｌｉｎｅａｒａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅｍｅｍ—２２ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌａｂｉｌｉｔｉｅｓ．ＨｏｐｆｉｅｌｄＪＪ．ＮｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｅｍｅｒｇｅｎｔＰｒｏｃＮａｔＡｃａｄＳｃｉＵＳＡ。１９８２，（７９）：２５５４～２５５８ｉｎｉｎｖｅｒｓｅａｎｄｗｉｅｎｅｒｆｉｌｔｅｒｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｓｏｆｍｏｔｉｏｎ—ｂｌｕｒｒｅｄ２３２４ＳｔｅｎｄｅｒＪ．（ｅｄ）．ＰａｒａｌｌｅｌＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ：ＴｈｅｏｒｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．１０ＳＰｒｅｓｓ．１９９３ｅｒｒｏｒｓＬｉｍＨ。ＴａｎＫＣ，ＴａｎＢＴＧ．Ｅｄｇｅｉｍａｇｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｗｉｎｄｏｗｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎ

ｔ．ＣＶＧＩＰ．１９９１，５３：１８６。１９５作者简介刘晶晶，现为北京大学遥感所、中国矿业大学（北京）机电学院计算机硕士。研究方向：图像处理与模式识别。电话：（０１０）５１７３３３８０；Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｊｊ０１０＠１２６．ｃｏｍ。晏磊，现为北京大学地球与空间科学学院教授，博士生导师，北京市空间信息集成与３Ｓ工程应用重点实验室主任。何凯，现为北京大学遥感所博士后。研究方向：分形、小波理论及其在遥感影像处理方面的应用。宁书年，现为中国矿业大学（北京）博士生导师，地球探测与信息技术博士点学科带头人。ＬＥＤ显示技术及其发展趋势罗妙宣１王华１’２夏华丽２１．北京大学空间信息集成与３Ｓ工程应用北京市重点实验室，北京，１００８７１；２．中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京，１０００８３摘要本文介绍了ＬＥＤ显示技术的工作原理、简要介绍了它的系统组成；并与ＣＲＴ技术、ＬＣＤ技术进行了比较，阐明了该技术的发展趋势及其应用前景。关键词ＬＥＤ显示技术半导体一、引言随着时代步伐的前进，信息已经日益成为人们关注的焦点，信息发布的方式就显得尤为重要，基于ＬＥＤ显示技术的显示屏就这样应运而生了。ＬＥＤ显示屏是由发光二极管组成的平面点阵来显示图像信息的器件。它以其自身的高亮度、低能耗、长寿命、响应快和无辐射的优点在短短的几十年发展成为现代信息发布的重要手段，并被广泛地应用于证券交易、金融、交通、体育、广告等领域。最近几年以ＧａＮ为基础的２％族半导体材料和器件方面取得了突破性进展，导致了ＧａＮ基蓝光ＬＥＤ进入市场，并被用于全色大屏幕显示器，使ＬＥＤ显示器的发展进入了一个全新阶段。ＬＥＤ材料分无机和有机两种，无机材料激发电压低、设备工艺简单、亮度高；近年来基于有机发光二极管（ＯＬＥＤ）的平板显示器，由于其新颖的特性正在成为平板显示器领域的一个新增长点。二、ＬＥＤ显示技术的工作原理ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）是指通过一定的控制方式，用于显示文字、文本图形图像和行情等各种图像运动模糊复原算法综述作者：作者单位：刘晶晶，晏磊，何凯，宁书年刘晶晶(北京大学遥感与地理信息系统研究所,北京,100871;中国矿业大学(北京机电与信息工程学院,北京,100083，晏磊,何凯(北京大学遥感与地理信息系统研究所,北京,100871，宁书年(中国矿业大学(北京机电与信息工程学院,北京,100083 本文读

简述土壤污染及其防治措施

结课论文题目：简述土壤污染及其防治措施姓名：程旭院系：生命科学学院农学系年级专业：级园艺专业学号：

指导教师：王玉芬 12月31日摘要本文在综述中国土壤环境污染态势及成因的基础上，提出了土壤环境污染的预防、控制和修复方法。指出了当前中国土壤环境污染态势严峻，危及粮食生产、食物质量、生态安全、人体健康以及区域可持续发展。认为以预防为主，预防、控制和修复相结合是中国在相当长时期内的土壤环境保护策略。关键词：土壤污染，预防，控制，修复

引言土壤是农业生产的基础，是人类赖以生存的基石，也是人类食物与生态环境安全的保障。但随着经济的发展，全球土壤资源承受的因人口增长、植被破坏、生物多样性消失、土壤退化、气候变化和污染种种等的压力逐渐增大。土壤是生态环境的重要组成部分。是结合无机界和有机界的纽带，是联系其它要素的关键环节，是人类赖以生存、发展的主要自然资源之一。但由于现代工农业生产的飞跃发展，有的地方农药、化肥过度使用。工矿企业固体废弃物向土壤倾倒和堆放，城市污水、工业废水、大气沉降物也会进入土壤，使土壤污染日益严重。土壤污染是全球三大污染问题之一。不断恶化了的土壤污染态势，已经成为影响中国可持续发展的重大障碍，防治土壤污染刻不容缓。 1土壤污染的含义和特点 1.1 土壤污染的含义土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤

数字图像修复技术的研究与应用

西安建筑科技大学硕士学位论文数字图像修复技术的研究与应用专业：信号与信息处理硕士生：李苏莉指导教师：王慧琴教授摘要数字图像修复可以对局部区域内有数据丢失或损坏的数字图像按照某种特定规则进行修复，使其恢复图像的完整性。该技术在修复文物字画、修复由网络传输等原因引起的残缺图像、去除图像及视频中的文字和划痕、以及移除图像中的目标物等方面得到广泛应用。本文概述了数字图像修复技术的基本原理和研究现状，分析了多种典型的数字图像修复算法的优缺点及其适用范围。在此基础上，提出了两种数字图像修复算法： (1) 基于p-Laplace算子的CDD图像修复算法。该算法利用图像的局部正交坐标系，分析其扩散能力。利用了p-Laplace算子的可变参数p值介于1与2之间时既能克服由CDD模型引入的阶梯效应，又能杜绝由调和模型引入的边缘模糊的优点来填充受损区域，采用半点差分格式，设计图像修补的数值算法。该算法主要修复有划痕的旧照片和被文字覆盖的图像。仿真实验表明，该算法能快速收敛，图像边缘过渡更加自然，修复效果得到改善。 (2) 自适应模板的图像修复算法。该算法在进行搜索匹配时采用自适应模板，即匹配模板的大小可根据图像的局部块均匀度而自适应地变化；在更新置信度时，为了避免“累计误差”导致错误匹配的持续发生，取“累计误差”的双曲正切函数作为更新后的置信度，从而可以截断错误匹配。仿真实验结果证明，该方法比基于样本的图像修复方法能更好地修复图像边缘和复杂纹理，减少了因“累计误差”而产生的“垃圾物”。关键词：数字图像修复；曲率驱动扩散；p-Laplace算子；块均匀度；置信度；优先值

数字图像修复技术在文物保护中的应用

数字图像修复技术在文物保护中的应用【摘要】当今信息化的时代，计算机技术的快速发展，极大的促进了社会的进步。文物保护在文艺复兴时期就已经开始，对文物进行修复对当时的修复工作者提出了巨大的技术要求，稍有疏忽便会造成巨大的损失。随着科学技术的进步，数字成像技术逐渐应用到文物保护当中来，许多有价值的文物因此得到保护。本文将重点论述数字图像修复技术在文物保护中的应用，针对数字图像修复文物虚拟图片的概念及意义进行讲述，同时为大家呈现运用数字图像修复技术保护文物的历史和方式方法，最后还将展现这一前沿科技在实际实践当中的运用，展示数字图像修复技术在文物保护当中的巨大作用。【关键词】数字图像;文物保护;虚拟修复;计算机技术当今信息化的时代，计算机技术的快速发展，极大的促进了社会的进步。目前，数字图像随处可见，随着数码相机、数字摄像机等设备的发展，越来越多的实体被转化为数字图像，这些图像经过计算机的加工、创造与设计，最后在多种媒体上展示给人们。同时，文物实体修复的研究和应用已经非常普遍，文物是人类在历史发展过程中遗留下来的产物，它从不同程度上反映了人类社会生活的状态，是人类研究自身文化进步的宝贵遗产。但是，经过历史的侵蚀，遗留下来的文物并不是所有的都会完整的保留下来，很大一部分信息都会在历史的冲刷中丢失。文物修复贯穿整个文物的研究和交流，经过文物修复可以满足文物研究和保护的需求，也更能满足文物观赏上的视觉要求。文物修复和图像修复存在共性，早期文艺复兴时期艺术品的修复就是运用图像修复对文物进行还原。当今世界，结合数字图像修复技术，可以将文物领域的修复通过计算机在电脑上实现虚拟修复。这一项应用在国内都处于起步阶段，本文也将首先这一技术概念与意义，方式方法以及技术运用进行一些论述。一、数字图像文物虚拟修复的概念和意义 “基于数字图像修复技术的文物虚拟修复技术就是针对文物数字图像损失和损坏的部分，利用现存的图像信息，按照一定规则对其进行修补，其目的是恢复已有信息损的图像，使修补后的数字图像接近或者达到原图视觉效果”。[1]我们没有足够的信息能够保证被损毁的部分能够被完整的正确的修复，只能从人类心理这一角度进行完善，提出各种可能的方案来处理这个问题。在文物领域，由于很多不可抗拒的因素，出土时期的文物不可避免会存在一些物理或者化学上的反应，致使文物无法完整的呈现在我们的面前，文物的缺失和不完整，极大的影响了文物的交流和欣赏。长期以来，文物的修复都是通过文

土壤中汞污染及其修复技术

土壤中汞污染及其修复技术 Prepared on 22 November 2020

土壤中汞污染及其修复技术引言：土壤汞污染已经严重危害到人类健康和生态环境，成为一个世界性问题，对其治理的各种修复措施也成为当前研究的一个热点。本文对土壤汞污染的来源、危害和修复措施等方面进行综述，指出了当前存在的问题，并对今后治理的研究方向提出了相关建议。关键词：汞；危害；来源；修复方法 1引言随着现代工农业的迅速发展，人口急剧增长，粮食的需求量也相应变大，越来越多种类的农药被广泛应用。此外，工矿企业的发展导致对矿产资源的过度开采使得重金属土壤污染日趋严重，一些地方生产的粮食，蔬菜，水果等食物中的重金属含量超标或接近临界值。这些农产品的重金属能够通过食物链在人或动物体内富集，成为人类生命健康的潜在威胁。2014年4月18日，环保部、国土部两部门联合发布土壤污染状况调查公报。公报显示，全国土壤总的超标率为%，污染类型以无机型为主，其中排名前三的无机污染物依次为镉、汞、砷。其中汞具有很强的神经毒性和致畸作用，且积累效应和遗传毒性明显，已被EPA（美国环保署）列为优先控制污染物之一。土壤一旦被汞污染后可通过食物链在人体内富，并对周边环境安全造成严重危险(。因此，找到合适的汞污染土壤修复技术已成为当前的研究热点。 2汞的危害汞是生物体的非必需的有害元素，通常情况下呈液态，常温即可能蒸发，其中金属离子在～L就会产生毒性。一般来讲，低含量的汞一定程度上可以促进植物的生长，但是，当汞含量过高时便会在植物体内富集，对植物体产生毒害作用(，主要影响植物根部对营养物质的吸收功能，进而影响地上部分的生长发育，严重的导致枯萎死亡(。土壤中的汞如果通过食物链进入人体，会对人体机能产生损害作用，其中主要对人体产生毒害作用的是无机汞和有机汞。常见的无机汞有HgS，HgCl 等，可通过食物或者呼吸进入体，虽然不易被吸收，但是对消化道有腐蚀作用，也会造成肾脏损伤。而有机汞容易被消化系统吸收，可侵入人体，与SH基结合而形成硫醇盐，使含SH基的酶失去活性，从而破坏细胞的基本代谢功能。尤其是甲基汞，可以改变细胞的通透性，破坏了细胞与外界正常的物质交换功能，造成细胞坏死。此外，甲基汞还能引起神经系统的损伤，其造成的损伤功能具有遗传性。有机汞中毒的潜伏期较长，病情发展也较为缓慢，日本水俣病就是甲基汞中毒的一个病例。 3土壤中汞的来源自20世纪50年代在日本熊本县发现首例甲基汞中毒事件以来,不同研究领域的学者都对汞污染问题给予了高度关注(。土壤中汞的来源是多方面的。首先是土壤母质本身含汞。不同母质、母岩形成的土壤其含汞量存在很大差异。另一方面，由于人类工农业生产活动，使汞进入环境，污染大气、水体、土壤。如有机汞农药的施用曾一度是造成大面积农田土壤含汞量普遍增加的一个重要原因。虽然近几十年限制含汞农药的生产与使用，由含汞农药带来的土壤汞污

数字图像修复技术在缺损照片处理中的应用探讨

数字图像修复技术在缺损照片处理中的应用探讨随着我国科学技术的不断提高，数字图像修复技术的应用也越来越显著，其是数字图像处理中一个很重要的技术手段，可有效地将一些破损图片、照片、画作以及电影胶片等元素修复归位。同时为了满足当下人们对于图像和视频的多元化需求，数字图像修复技术也在不断地创新和改进，并在各领域中获得民众的一致好评，如：视频通信、文字档案、生物医学、遥感测绘、工业生产等领域，文章主要针对数字图像修复技术在缺损照片处理中的应用做进一步的探讨和分析。标签：数字图像修复技术；缺损照片处理；应用探讨 21世纪是一个技术信息的时代，各种数字产品、电子产品的应用也越来越受到人们的欢迎，可以给其日常生活带来很大的便利。因此数字图像修复技术也就逐渐突显出它在各领域中的技术优势，其可以将一些有划痕的图片、移除文字后的缺损区等元素进行有效的填充和修补，使之还原成本来面貌，从而恢复正常使用功能。并能对不同受损程度的照片采取新的修复技术，从而提升数字图像修复质量，为社会发展和人们多元化的需求做出应尽的贡献和义务。 1 数字图像修复技术概述所谓图像修复，是指对图像中信息残缺的部位进行有效的填充和修补，使之还原成完整面貌的一个补全过程。图像修复技术起源于欧洲文艺复兴时期，在以往应用过程中，其通常对一些因保存不善出现裂痕或缝隙的作品进行完整的修补，修补方式极为单一和滞后，主要是依靠人手工修复来完成，不仅修补周期较长，而且也给工作人员增加了很大的负担。随着社会的不断进步和发展，很多图像作品也都采用了数字化的处理技术，修复人员只需用电脑将其扫描，然后再利用电脑中事先安装好的相应程序，对作品进行自动修复，这样就完成了整个修复过程，既提高了修复效率，又节省了修复时间和人工成本，从而保证了作品的完整性和有效性。现阶段，数字图像修复技术已在大范围内推广和使用，也被越来越多的学者和专家们所认同，其不仅适用于静态图像的修复，还可以在动态图像中发挥优势，目前，我国数字图像修复技术主要包括两种技术形式，一种是基于变分PDE模型的数字图像修复技术，一种是基于纹理合成的数字图像修复技术，基于纹理结构的数字图像修复技术。前者可修复一些小尺度破损的数字图像，其修复原理是根据待修补区域的边缘信息来确定，没有任何局限性可同时填补多个不同结构和背景的区域。而对于一些较大面积信息丢失的图像而言，其处理手段就要采用基于纹理合成的图像修复技术来实现，这种修复技术又包含图像分解的纹理合成修复技术和样本的纹理合成修复技术，其修复原理是先把待修复的图像根据结构和纹理分成两部分，然后再把其中属于结构部分的图像利用PDE模型处理修补算法来处理，而剩下的纹理部分图像则采用纹理合成的方法来填充，这样分割式修复既能从根本上提升图像修复质量，又可以保持图像的清晰和完整，从而满足当下广大用户修复的需求[1]。 2 数字图像修复技术在缺损照片处理中的应用

土壤重金属污染及其生物修复研究综述

土壤重金属污染及其生物修复研究综述摘要：本文主要综述了土壤重金属污染的危害及影响，以及土壤重金属污染中用以去除在土壤中累积的重金属的各种生物修复技术、特点、机理等进行了综述。重点论述了植物、微生物、动物对重金属污染土壤的修复技术方面的研究进展，最后对生物修复的发展前景进行展望，并在此基础上提出了一些见解和看法。关键词：土壤污染；重金属；生物修复土壤是人类赖以生存的基本条件。近年来，随着人口急剧增长，人类对土地资源的过度开发，导致土地质量下降、生产能力退化。而在农业生产中使用化肥与农药以及如生长激素等化学物质，土壤中某些成分含量过高，致使其物理、化学和生物学性质发生变化，土壤功能受到损害，微生物活动受到影响，土地肥力下降，影响农作物的产量与品质，威胁着人类的健康，也影响到国民经济的发展。目前,土壤重金属污染的总体形势相当严峻。目前，中国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积约占总耕地面积的15％[1]。据不完全调查,全国受污染的耕地约有1000万km2。据估算,全国每年因重金属污染而损失的粮食达1200万吨,直接经济损失超过200亿元[2]。因此，寻找高效并对环境影响小的土壤污染防治和修复方法成为当务之急。 1.土壤重金属污染 1.1 重金属土壤生态结构和功能稳定性的影响大多数重金属在土壤中相对稳定，但是大量的重金属进入土壤后，就很难在生物物质循环和能量交换过程中分解，更难以从土壤中迁出，逐渐对土壤的理化性质、土壤生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响，进而影响土壤生态结构和功能的稳定[3]。大量研究证明：重金属污染的土壤，其微生物生物量比正常使用有机粪肥的土壤低得多，且减少了土壤微生物群落的多样性。重金属对土壤污染程度的进一步加剧，使生物群体生存受到严重威胁，国土资源的安全受到影响，人类社会的生存和发展也面临着巨大的挑战。 1.2 重金属对作物的危害重金属在土壤一植物系统中迁移直接影响到植。物的生理生化和生长发育，从而影响作物的产量和质量。镉是危害植物生长的有毒元素，土壤中如果镉含量过高，会破坏植物叶片的叶绿素结构，减少根系对水分和养分的吸收，抑制根系生长，造成植物生理障碍而降低产量。研究表明，镉污染对土壤脲酶活性的影响很大，随土壤镉浓度的增加，脲酶活性下降趋势明显，如在金盏菊中，脲酶活性下降幅度为51％-88％，在月季中，脲酶活性下降幅度为36％-78％，故可用土壤脲酶活性变化来表示土壤受镉污染的程度[4]。铅在植物组织中的累

数字图像复原技术综述

数字图像复原技术综述摘要图像是人类视觉的基础，给人具体而直观的作用。图像的数字化包括取样和量化两个步骤。数字图像处理就是将图像信号转换成数字格式，并利用计算机进行加工和处理的过程。图像复原是图像处理中的一个重要问题，对于改善图像质量具有重要的意义。解决该问题的关键是对图像的退化过程建立相应的数学模型，然后通过求解该逆问题获得图像的复原模型并对原始图像进行合理估计。本文主要介绍了图像退化的原因、图像复原技术的分类和目前常用的几种图像复原方法，详细的介绍了维纳滤波、正则滤波、LR算法和盲区卷积，并通过实验证明了该方法的可行性和有效性。关键词：图像退化、图像复原、维纳滤波、正则滤波、LR算法、盲区卷积、 1 引言数字图像复原技术(以下简称复原技术)是数字图像处理的重要组成部分。最早的复原技术研究可以追溯到19世纪50至60年代早期美国和前苏联的空间项目。恶劣的成像环境、设备的振动，飞行器旋转等因素使图像产生不同程度的退化。在当时的技术背景下，这些退化造成了巨大的经济损失。为此，业内人士围绕着解决退化问题展开了复原技术的研究。反映复原技术的发展现状和趋势。考虑到彩色图像复原问题的特殊性，也归人到该部分进行讨论；最后，对复原技术的研究方法进行总结与展望。 2、图像复原概述在图像的获取、传输以及保存过程中，由于各种因素，如大气的湍流效应、摄像设备中光学系统的衍射、传感器特性的非线性、光学系统的像差、成像设备与物体之间的相对运动、感光胶卷的非线性及胶片颗粒噪声以及电视摄像扫描的非线性等所引起的几何失真，都难免会造成图像的畸变和失真。通常，称由于这些因素引起的质量下降为图像退化。图像退化的典型表现是图像出现模糊、失真，出现附加噪声等。由于图像的退化，在图像接受端显示的图像已不再是传输的原始图像，图像效果明显变差。为此，必须对退化的图像进行处理，才能恢复出真实的原始图像，这一过程就称为图像复原[1]。图像复原技术是图像处理领域中一类非常重要的处理技术，与图像增强等其他基本图像

土壤污染现状及修复技术综述

土壤污染现状及修复技术综述 1土壤污染的涵义及其来源 1.1 土壤污染的涵义土壤污染是指通过多种途径进入土壤的有毒有害污染物的数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度, 造成土壤的物理、化学和生物学性质、组成及性状等发生变化, 破坏了土壤的自然动态平衡, 从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、作物的生长发育受到影响、产品的产量和质量下降, 产生一定的环境效应( 水体或大气发生次生污染) , 并可通过食物链对生物和人类构成危害。土壤污染的明显标志是土壤生产力下降。 1.2 土壤污染的来源凡是进入土壤并影响到土壤的理化性质和组成而导致土壤的自然功能失调、质量恶化的物质,统称为土壤污染物。土壤污染物的种类繁多, 既有化学污染物也有物理污染物、生物污染物和放射性污染物等。按污染物的性质一般可分为: 有机污染物、重金属污染物、放射性污染物和其它类型的污染物。土壤污染物种类繁多, 其来源也十分复杂。 2 土壤污染的分类 2.1 有机污染物土壤中有机污染物主要包括有机农药、石油烃、塑料制品、染料、表面活性剂、增塑剂和阻燃剂等, 其主要来源为农药施用、污水灌溉、污泥利用、废弃物的处置与利用、污染物泄露等。 2.2 无机污染物重金属是人们普遍关注的无机污染物。有害重金属主要是生物毒性显著的汞( Hg )、镉( Cd)、铅( Pb)、铬( C r) 以及类金属砷(A s) , 还包括具有毒性的重金属锌( Zn)、铜( Cu)、钴( Co)、镍(N i)、钒( V) 等。土壤重金属污染主要来自灌溉(特别是污灌)、固体废弃物处置(污泥、垃圾等)、农药和肥料施用以及大气沉降等。 2.3 生物污染物土壤中含有一定量的病原体, 如肠道致病菌、肠道寄生虫、钩端螺旋体、破伤风杆菌、霉菌和病毒等, 主要来自医院污水、未经处理的粪便、垃圾、生活污

基于Lucy-Richardson算法图像复原

实景图像的复原处理一、设计意义和目的意义: 图像复原是数字图像处理中的一个重要课题。它的主要目的是改善给定的图像质量并尽可能恢复原图像。图像在形成、传输和记录过程中，受多种因素的影响，图像的质量都会有不同程度的下降，典型的表现有图像模糊、失真、有噪声等，这一质量下降的过程称为图像的退化。图像复原的目的就是尽可能恢复被退化图像的本来面目。在成像系统中，引起图像退化的原因很多。例如，成像系统的散焦，成像设备与物体的相对运动，成像器材的固有缺陷以及外部干扰等。成像目标物体的运动，在摄像后所形成的运动模糊。当人们拍摄照片时，由于手持照相机的抖动，结果像片上的景物是一个模糊的图像。由于成像系统的光散射而导致图像的模糊。又如传感器特性的非线性，光学系统的像差，以致在成像后与原来景物发生了不一致的现象，称为畸变。再加上多种环境因素，在成像后造成噪声干扰。人类的视觉系统对于噪声的敏感程度要高于听觉系统，在声音传播中的噪声虽然降低了质量，但时常是感觉不到的。但景物图像的噪声即使很小都很容易被敏锐的视觉系统所感知。图像复原的过程就是为了还原图像的本来面目，即由退化了的图像恢复到能够真实反映景物的图像。目的：图像复原的目的也是改善图像的质量。图像复原可以看作图像退化的逆过程，是将图像退化的过程加以估计，建立退化的数学模型后，补偿退化过程造成的失真，以便获得未经干扰退化的原始图像或图像的最优估计值，从而改善图像质量。图像复原是建立在退化的数学模型基础上的，且图像复原是寻求在一定优化准则下的原始图像的最优估计，因此，不同的优化准则会获得不同的图像复原，图像复原结果的好坏通常是按照一个规定的客观准则来评价的，因此，建立图像恢复的反向过程的数学模型和确定导致图像退化的点扩散函数，就是图像复原的主要任务。

国外大牛的图像修复综述

Inpainting Marcelo Bertalm′?o,Vicent Caselles,Simon Masnou,Guillermo Sapiro Synonyms –Disocclusion –Completion –Filling-in –Error concealment Related Concepts –Texture synthesis De?nition Given an image and a region?inside it,the inpainting problem consists in modifying the image values of the pixels in?so that this region does not stand out with respect to its surroundings.The purpose of inpainting might be to restore damaged portions of an image(e.g.an old photograph where folds and scratches have left image gaps)or to remove unwanted elements present in the image(e.g.a microphone appearing in a?lm frame).See?gure1.The region?is always given by the user,so the localization of?is not part of the inpainting problem.Almost all inpainting algorithms treat?as a hard constraint,whereas some methods allow some relaxing of the boundaries of?. This de?nition,given for a single-image problem,extends naturally to the multi-image case therefore this entry covers both image and video inpainting. What is not however considered in this text is surface inpainting(e.g.how to?ll holes in3D scans),although this problem has been addessed in the literature. Fig.1.The inpainting problem.Left:original image.Middle:inpainting mask ?,in black.Right:an inpainting result.Figure taken from[20]. Background

基于全变分模型的图像修复开题报告

基于全变分模型的图像修复一、研究的意义、现状、参考文献：、研究的意义：数字图像修补在图像处理领域扮演着很重要的角色,具有着较广阔的应用领域,也是当前图像处理和计算机视觉领域中的一个研究热点。本文主要是基于偏微分方程的图像修补研究及其应用。本文首先研究了当前经典的BSCB、CDD和TV三种变分修补模型,通过理论分析和实验结果对比,总结了各种模型的特点。以TV修补模型为基础,就其存在的“连通性”被破坏这个问题,分析了这一问题出现的原因,提出改进方案。方案的主要思想在于对TV模型引入距离函数,利用距离函数给TV模型加权,使得新模型能够根据梯度出现位置和取向的不同采取“区别对待”的方法处理全变分的贡献,完成图像修补。加权因子的引入,不仅解决了“连通性”问题,而且保留了原始TV模型的去噪优势和较高的修补效率。在理论分析和数值实现方法研究之后,完成修补实验,验证了方法的有效性。然后,将改进后的加权TV模型推广到矢量图像的修补中。其方法主要是借鉴了BC TV模型的思想,将加权TV模型与BC TV模型相结合完成对彩色图像的修补。研究的现状：图像可看成两个部分的合成。一部分是图像的结构；另一部分是图像的纹理。结构代表了图像的基本轮廓，其承载信息是图片整体的变化，直接影响人类获知图片信息的主要过程，可以理

解为是图像信息粗线条下的表示。而纹理部分则可以看成是图像信息细线条下的表示，它承载着图像局部的细节，同城表现为一些特定模式的反复出现，如花纹，斑线等。基于以上的基本观点，修补也可以分别采用不同的方法，归纳当前按修补技术，大致可以分为三类。 1.基于结构重建的修补技术。主要包括两类方法。一类是基于偏微分方程的方法，其主要思想来源是物理学中的热扩散方程，其过程是利用修补区边缘的信息，根据扩散信息和扩散方向，从该区域边界各向异性的向修补区内扩散。扩散传播的方式由该扩散方程决定。最早提出使用PDE对数字图像进行修补的是Bertalinin，SaPiro，Caselles 和Bellester他们利用受损区域边缘的信息，采用一种由粗到细地方法来估计等照度线的方向，同时采用传播机制，将这些边缘信息传播到待修补的区域内，完成对受损区域的修补。此方法也称之为BsCB模型。此外，基于曲率驱动的扩散模型也是这类方法的一个主要代表。另一类方法是几何图像模型的变分修补技术，也称基于最佳猜测原理(bestguess)的变分修补技术。该算法主要思路模拟艺术家或者修补师的手工修补过程，认为修补一幅缺损图片主要依赖于以下两个因素:即怎样利用图像现存部分的信息(数据模型，datamodel)和原始的图像属于哪类图像(图像的先验模型。imagepriormodel)。即通过建立图像的先验模型和数据模型，将修补问题转化为一个泛函求极值的变分问