Resim Ayrılmalarını Akıllı Onarma Smart Restoration of Painting Cracks

Benzer belgeler
Kısmi Türevsel Denklemlerle Gri Ölçekli İmge Düzenlileştirme Grayscale Image Regularization with Partial Differential Equations

Yönbağımsız ve Yönbağımlı Gauss Süzgeçleme Isotropic and Anisotropic Gaussian Filtering

Hızlı Düzey Küme Yöntemine Bağlı Retinal Damar Bölütlemesi. Bekir DİZDAROĞLU. KTÜ Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Poisson Denklemiyle İyileştirilmiş Fotomontaj

Yinelemeli ve Uyarlanır Ayrıt Saptayıcı Süzgeçleri

Bilgisayarla Görüye Giriş

AMAÇ Araçlardaki Kamera Sistemleri

Hafta 5 Uzamsal Filtreleme

PROJEM İSTANBUL ARAŞTIRMA PROJESİ BİLGİSAYARLI GÖRÜ VE SINIFLANDIRMA TEKNİKLERİYLE ARAZİ KULLANIMININ OTOMATİK OLARAK BULUNMASI

Bilgisayarla Görüye Giriş

Bilgisayarla Görüye Giriş

Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. Bilgisayarla Görme. Vize. İris Segmentation. Selçuk BAŞAK

Geliştirilmiş Fisher Ayraç Kriteri Kullanarak Hiperspektral Görüntülerde Sınıflandırma

İkili (Binary) Görüntü Analizi

MOD419 Görüntü İşleme

Morfolojik Görüntü İşleme Yöntemleri ile Kayısılarda Yaprak Delen (Çil) Hastalığı Sonucu Oluşan Lekelerin Tespiti

İkili (Binary) Görüntü Analizi

İLERİ GÖRÜNTÜ İŞLEME Ders-1

İstatistik ve Olasılık

Uzaktan Algılama Uygulamaları

Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. Bilgisayarla Görme. Final

Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. Bilgisayarla Görme. Proje

Sahne Geçişlerinin Geometrik Tabanlı olarak Saptanması

Digital Görüntü Temelleri Görüntü Oluşumu

GÖRÜNTÜLERİN RENK UZAYI YARDIMIYLA AYRIŞTIRILMASI SEGMENTATION OF IMAGES WITH COLOR SPACE

2 1 fonksiyonu veriliyor. olacak şekilde ortalama değer teoremini sağlayacak bir c sayısının var olup olmadığını araştırınız. Eğer var ise bulunuz.

Görüntü İşlemeye Giriş Introduction to Image Processing. Doç. Dr. Aybars UĞUR

KUADRATİK FORM. Tanım: Kuadratik Form. Bir q(x 1,x 2,,x n ) fonksiyonu

İleri Diferansiyel Denklemler

Elena Battini SÖNMEZ Önder ÖZBEK N. Özge ÖZBEK. 2 Şubat 2007

Görüntü İşleme. K.Sinan YILDIRIM Cenk İNCE Tahir Emre KALAYCI. Ege Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü 2003

Kelebek Görüntülerin Sınıflandırılmasında Yeni Yerel İkili Örüntüler

1998 ÖYS. orantılı olacaktır. Bu iki kardeşten büyük olanın bugünkü yaşı kaçtır? 1. Üç basamaklı bir x doğal sayısının 7

13. Olasılık Dağılımlar

Görüntü Segmentasyonu (Bölütleme)

Bu makalede, rulman üretim hattının son

Kısıtsız Optimizasyon OPTİMİZASYON Kısıtsız Optimizasyon

Bilgisayarla Görüye Giriş

Bölüm 7 Renkli Görüntü İşleme

Tanımlar, Geometrik ve Matemetiksel Temeller. Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ. JDF329 Fotogrametri I Ders Notu

SOBEL İŞLECİ KULLANILARAK RENKLİ GÖRÜNTÜLERDE KENAR BULMA. Elif AYBAR. Anadolu Üniversitesi, Porsuk Meslek Yüksekokulu, 26430, Eskişehir/Türkiye

Görüntü İşleme. Dijital Görüntü Tanımları. Dijital görüntü ise sayısal değerlerden oluşur.

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası Ulusal Coğrafi Bilgi Sistemleri Kongresi 30 Ekim 02 Kasım 2007, KTÜ, Trabzon

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

İleri Diferansiyel Denklemler

ÇİFT EŞİK DEĞERLİ GÖRÜNTÜ NETLEŞTİRME YÖNTEMİ

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Hafta 1 Sayısal Görüntü İşlemeye Giriş ve Temel Adımlar

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

GÖRÜNTÜ İŞLEME HAFTA 1 1.GİRİŞ

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

MATEMATİK ÖĞRETMENLİK ALAN BİLGİSİ - DENEME SINAVI DENEME. Diğer sayfaya geçiniz.

MORFOLOJİK GÖRÜNTÜ FİLTRELERİ İLE İKONOS GÖRÜNTÜLERİNDEN OTOMATİK BİNA ÇIKARIMI

SIMÜLASYON DERS SORUMLUSU: DOÇ. DR. SAADETTIN ERHAN KESEN. Ders No:5 Rassal Değişken Üretimi

Digital Görüntü Temelleri Görüntü Oluşumu

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER II DERSİ

BULANIK SİNİR AĞLARI YARDIMIYLA BİYOMEDİKAL İMGELERİN GÜRÜLTÜ BİLEŞENLERİNDEN ARINDIRILMASI

EŞİTLİK KISITLI TÜREVLİ YÖNTEMLER

DENEY 3: DTMF İŞARETLERİN ÜRETİLMESİ VE ALGILANMASI

Görüntü Segmentasyonu (Bölütleme) Dijital Görüntü İşleme Fevzi Karslı, KTÜ Segmentasyon, görüntüyü aynı cinsten obje ve bölgelere ayırmaktır.

1. Hafta SAYISAL ANALİZE GİRİŞ


ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Bilgisayar Mühendisliği Galatasaray Üniversitesi 2004 Y. Lisans Bilgisayar Mühendisliği

Geriye Yayılım ve Levenberg Marquardt Algoritmalarının YSA Eğitimlerindeki Başarımlarının Dinamik Sistemler Üzerindeki Başarımı. Mehmet Ali Çavuşlu

Bilgisayar Grafikleri

İÇİNDEKİLER ÖN SÖZ...

Uzaysal Görüntü İyileştirme/Filtreleme. Doç. Dr. Fevzi Karslı

Gerçekte yükler yayılı olup, tekil yük problemlerin çözümünü kolaylaştıran bir idealleştirmedir.

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

Bazı Gömülü Sistemlerde OpenCV ile Performans Analizi

TÜRKİYE NİN BİTKİ ÖRTÜSÜ DEĞİŞİMİNİN NOAA UYDU VERİLERİ İLE BELİRLENMESİ*

Uzaktan Algılama Teknolojileri

2. REGRESYON ANALİZİNİN TEMEL KAVRAMLARI Tanım

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

36. Basit kuvvet metodu

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

ÜÇ BOYUTLU M-BANTLI DALGACIK DÖNÜŞÜMÜ İLE TRAFİK TIKANIKLIĞININ BELİRLENMESİ

Matrislerde Gauss Jordan Yöntemi ve Eşelon Matris Biçimlerinin Performans Ölçümü

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : Olcay Taner Yıldız. 2. Doğum Tarihi : Unvanı : Doç. Dr. 4. Öğrenim Durumu :

CEVAP ANAHTARI. Tempo Testi D 2-B 3-A 4-A 5-C 6-B 7-B 8-C 9-B 10-D 11-C 12-D 13-C 14-C

ÖZDEĞERLER- ÖZVEKTÖRLER

MATEMATİK TESTİ LYS YE DOĞRU. 1. Bu testte Matematik ile ilgili 50 soru vardır.

TÜRKİYE NİN NÜFUSU. Prof.Dr.rer.nat. D.Ali Ercan ADD Bilim Kurulu Başkanı Nükler Fizik Uzmanı. dn (t) / dt = c. n (t)

SAYISAL GÖRÜNTÜ İŞLEME (Digital Image Processing)

N. Murat Arar, N. Kaan Bekmezci, Fatma Güney, Hazım K. Ekenel. Antalya, 22/04/2011

OLASILIK ve KURAMSAL DAĞILIMLAR

Şehir ve Bölge Planlamada Tasarım Değişkeni Boğuculuk Fonksiyonu için Değişkeleme Önerisi. R. Haluk KUL TC Beykent Üniversitesi,

DOĞRUSAL OLMAYAN PROGRAMLAMA -I-

BÖLÜM FORMÜLLER ve OTOMATİK TOPLAM Formüller

Üç Boyutlu Serpilme (Saçılım) Grafikleri

DENEYİN AMACI Akım uygulanan dairesel iletken bir telin manyetik alanı ölçülerek Biot-Savart kanunu

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS

ÇEV 2006 Mühendislik Matematiği (Sayısal Analiz) DEÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Doç.Dr. Alper ELÇĐ

p 2 p Üçgen levha eleman, düzlem şekil değiştirme durumu

QUANTILE REGRESYON * Quantile Regression

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

Bu bölümde Coulomb yasasının bir sonucu olarak ortaya çıkan Gauss yasasının kullanılmasıyla simetrili yük dağılımlarının elektrik alanlarının çok

YOĞUN GÖRÜNTÜ EŞLEME ALGORİTMALARI İLE ÜRETİLEN YÜKSEK ÇÖZÜNÜRLÜKLÜ SAYISAL YÜZEY MODELİ ÜRETİMİNDE KALİTE DEĞERLENDİRME VE DOĞRULUK ANALİZİ

İleri Diferansiyel Denklemler

Transkript:

Resim Ayrılmalarını Akıllı Onarma Smart Restoration of Painting Cracks Bekir Dizdaroğlu Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon bekir@ktu.edu.tr Özet Bu bildiride, uygun olmayan çevre koşullarından dolayı oluşabilen resim ayrılmalarını akıllı onarma için bir yöntem önerilmektedir. İlk önce, resimdeki ayrılmalar biçimbilimsel bir teknik olan silindir-şapka dönüşümü kullanılarak sezimlenmektedir. Daha sonra, sezimlenen bu bölgeler, alt piksel doğruluğunu gerçekleştirebilen ve imge yapılarını mükemmel bir şekilde koruyabilen içboyama yöntemi kullanılarak doldurulmaktadır. Deneysel sonuçlar önerilen yöntemin geçerliliğini göstermektedir. Abstract In this paper, a method is proposed for smart restoration of painting cracks which could be occurred due to improper environmental factors. Initially, cracks on the painting are detected by using the top-hat transformation which is a morphological technique. After, these detected regions are filled in by using the inpainting method which can achieve subpixel accuracy and perfectly preserve image structures. Experimental results demonstrate the validity of the proposed method. 1. Giriş Kültürel miras, insanoğlunun daha kaliteli bir yaşam sağlamak için tarih boyu uğraşıverdiği ve gelecek nesillere aktarmaya çalıştığı kültürel değerlerinin birikimi olarak tanımlanabilir. Uygun olmayan birçok çevresel koşullar bu miraslarda çoğu zaman istenmeyen etkilerin ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Özellikle eski tarihi resimlerdeki bozulmaları bu duruma örnek olarak verebiliriz. Kuru hava gibi benzer etmenlerden dolayı zamanla bu eserlerde ayrılma ve kabarmalar ortaya çıkabilmektedir. Bu yüzden, kültürel mirasların korunması için günümüzde birçok çalışma yapılmaktadır. Eski resimlerdeki bozukluklar sayısal imge işleme teknikleriyle sanal olarak onarılabilir. Sadece bozukluk içeren bölgelerin aradeğerlenmesi yapılacağından, ilk önce resim üzerindeki bu bölgelerin algılanması gerekmektedir. Resimdeki ayrılma bozukluklarının algılanması için geliştirilen birçok yöntemde biçimbilimsel bir süzgeç olan silindir-şapka dönüşümü kullanılmıştır [1-2]. Sezimlenen ayrılma bozukluklarının görsel olarak kabul edilebilir bir şekilde doldurulması için son zamanlarda imge işleme alanında oldukça çok kullanılan içboyama yöntemlerinden yön bağımlı yayınım [1-2] de biraz değiştirilerek uygulanmıştır. İmge içboyama yaklaşımları, kısmi türevsel denklemler yöntemlerini kullanarak imgedeki leke ve alt yazı gibi küçük bölgelerin doldurulmasını başarılı bir şekilde gerçekleştirmektedir [3-6]. [5] de renkli imgeleri düzenlileştirmek için bir içboyama metodu önerilmiştir. Bu yöntemle, imge yapısı fazla bulanıklaştırılmadan, imgenin onarılması etkili bir şekilde yapılabilmektedir. [6] da ise, imgedeki kıvrımlar da dikkate alınarak bir onarma yöntemi geliştirilmiştir. Yöntem hızlı bir şekilde sonuca gitmesinin yanında imge yapı bilgisini de doldurulacak bölgeye doğru bir şekilde ilerletebilmektedir. Önerilen onarma algoritmasında biçimbilimsel bir süzgeçleme tekniğiyle resimdeki ayrılmaların algılanması yapılmakta ve renkli imgelerinin düzenlileştirmesinde kullanılan [6] da açıklanan bir teknikle doldurma işlemi gerçekleştirilmektedir. 2. Önerilen Yöntem Önerilen yöntemde; resimdeki sadece ayrılma içeren bölgelerin düzenlileştirilmesi için, ilk önce bozukluk algılaması yapılmış, daha sonra ise bozuk bölgelerin etkili bir şekilde aradeğerlenmesi sağlanmıştır. 2.1. Ayrılma Algılama : Ω, renkli imgeler için n3olmak üzere, Ω bölgesinde tanımlı çokdeğerli imge olsun. : Ω ise, nın i. imge kanalını göstersin 1 n:, Ω. Ayrılma algılaması, imgenin geometrik yapısı dikkate alınarak geliştirilmiş olan matematiksel biçimbilim yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Temel biçimbilimsel işleçler genleşme ve kemirmedir. Bu işleçler kullanılarak açma ve kapama işlemleri yapılmaktadır. imge kanalı ve ise yapılandırma elemanı olsun., yapılandırma elemanı ile, imge kanalının genleştirilmesi aşağıdaki gibi ifade edilebilir: max,, (1) İmge kemirmesi ise, min,, (2) ifadesiyle elde edilir. Açma işlemi, kemirmeden sonra genleşme, kapama işlemi ise genleşmeden sonra kemirmeyle gerçekleştirilir. Bu işlemler sırasıyla,

ve (3) (4) şeklindedir. Resimdeki ayrılmalar genelde çok küçük değerli ışıklılığa sahiptir. Bu tür bozukluklar, parlak bir arka planda koyu bir detay olarak görünürler ve bunların sezimlenmesi silindirşapka dönüşümüyle yapılabilir: (5) Kapama işleminde iki kez genleşme işlemi uygulanarak resimdeki büyük boyutlu ayrılmalar daha doğruluklu algılanabilir [1-2]. yapılandırma elamanının tipi ve boyutu resimdeki ayrılmalara göre ayarlanmaktadır. Duruma göre, 3x3 boyutlarında karesel veya dairesel tipli yapılandırma elemanı kullanılabilir. Silindir-şapka dönüşümüyle elde edilen algılama maskesindeki piksel değerleri, belirlenen bir eşikle karşılaştırılır. Eğer piksel değeri bu eşikten büyükse ilgili piksel bozulmuş olarak işaretlenir. Diğer durumda, yürürlükteki piksel değeri arka plan bilgisini içeriyor denilebilir. Böylece, eşikleme işlemiyle bozulmuş pikseller arka plandan ayrıştırılmış olur. Eniyi imge eşikleme için, Otsu yöntemi kullanılabilir [7]. Gri ölçekli, imgesinin yeğinlik değerleri, 256 olmak üzere, 0 ile 1 arasında olsun. Olasılık dağılımı, (6) ifadesiyle hesaplanır. Burada,. düzeydeki piksellerin sayısını ve ise, imgedeki toplam piksel sayısını göstermektedir. Tek bir eşikleme için imge pikselleri iki sınıfa bölünür: 0, 1, 2, ve 1, 2, 1, burada eşik değeridir. ve sırasıyla imgedeki önplan ve arkaplan ile ilgili sınıflardır. Bu iki sınıfın olasılıkları ise, (7) 1 (8) ile elde edilir ve ortalama gri düzey değerleri aşağıdaki gibi hesaplanır: / / (9) (10) Eniyi eşiği, sınıf-içi değişintisi en büyüklenerek belirlenebilir: e argmax (11) Otsu yöntemi, eğer imge histogramı tek doruklu veya tek dorukluya yakınsa hatalı sonuç üretmektedir. Bozukluk içeren imgelerde gri-düzey dağılımları, tek dorukludan iki dorukluya değişebilmektedir. Bu yüzden sınıf-içi değişintisi [8] de açıklanan yaklaşıma göre yapılmıştır: 1 (12) 2.2. Ayrılma İçboyama Resimdeki ayrılma içeren bölgelerin doldurulması için [6] da geliştirilen içboyama yöntemi kullanılmıştır. [1-2] de, gri düzeyli imgeler için geliştirilen bir yön bağımlı yöntem kullanılmıştır. Fakat imgedeki renk bilgileri dikkate alınmadığı zaman imgenin yapısı bazen tam anlamıyla elde edilemez. Sonuçta imge yapısı hedef bölgeye hatalı bir şekilde ilerletilebilir. Kısmi türevsel denklemlere bağlı imgesini düzenlileştirme, piksel yeğinliklerinin yerel yapılanışına bağlı olarak belirlenen bir yön boyunca imgenin bölgesel bir şekilde düzleştirilmesi işlemidir. İmgenin düzenlileştirilmesi işlemi eşit düzey çizgileri boyunca yapılması gerekmektedir. Bunun için ilk önce imgenin yerel geometrisinin elde edilmesi gerekir. Her bir, Ω imge noktası için gerekli olan önemli özelliklerin tanımlaması aşağıdaki durumları içermelidir: noktasındaki imge yeğinliklerinin yerel minimum ve yerel maksimum değişimleri boyunca yönlendirilmiş de tanımlı olan birbirine dik iki, S. birim vektörleri. vektörü genelde imge kenarlarının yönündedir. ve vektörleri boyunca imge yeğinliğindeki etkin değişimlerin ölçütünü veren sırasıyla ilgili pozitif değerli,., herhangi bir imge kenarının yerel şiddeti ile ilgilidir. : Ω gri düzeyli imge için, bu yerel /, / Ω geometrisi imge gradyan alan bilgisinin veya G ifadesinin hesaplanmasıyla elde edilir. Burada G exp, değişintisi olan 2 boyutlu bir Gauss süzgecidir. Böylece imge düzenlileştirme işlemi için yerel imge yapılarının hesaplanmasında daha fazla komşuluk bilgisi dikkate alınmakta ve daha doğruluklu yayınım geometrisi elde edilmektedir. Gri düzeyli imge için x, y noktasındaki gradyan bilgisi,,, (13) şeklinde ifade edilebilir ve bu vektör, ilgili noktadaki en büyük uzamsal değişimin yönünü verir. Burada ve sırasıyla x ve y yönündeki birinci türevlerdir. Gradyan normu ise, aşağıdaki gibi ifade edilir: (14) Gri düzeyli imgelerde imgedeki kenarların olası yerel şiddetinin ölçütüdür ve ise, imgedeki eşit düzey çizgilerinin, başka bir ifadeyle kenar bilgilerinin yönünü verir.

/, / Ω, alanıyla: Ω P2 2x2 simetrik ve yarı-pozitif matrislerle, diğer bir ifadeyle tensörlerle daha genel olarak yazılabilir: Ω, (15) nin özdeğerleri, ve ilgili özvektörleri ise,, olur. Örneğin, gri düzeyli imgenin yerel geometrisi T tensörüyle ifade edilebilir. : Ω renkli imgeler için, bu yerel geometri benzer şekilde yapı tensörlerinin alanı ile hesaplanarak elde edilir. Çokdeğerli imgeler için gradyan aşağıdaki gibi hesaplanır: Ω, burada (16) İfadeyi,, renkli imgesi için daha açık bir şekilde yazarsak, olur. Buradan, ve 2 2 (17) (18) (19) elde edilir. Burada 4 olarak alınmıştır. İmge geometrisini daha doğruluklu olarak elde etmek için genelde G kullanılır., noktasındaki nın yerel çokdeğerli geometrisinin iyi bir kestirimidir ve ifadenin spektral elemanları, hem vektör değerli değişimleri (karşıtlıkları) ( nin, özdeğerlerini) ve hem de yerel imge yapısının yönlerini (kenarlarını) ( nin özvektörlerini) verir. nın yerel geometrisi belirlendikten sonra, düzenlileştirme işlemini sürmesi gereken yerel düzleştirme geometrisini belirleyen : Ω P2 yayınım tensörlerinin özel alanı modellenir. tensörü, nın yerel geometrisine bağlıdır ve nın, ve, spektral elemanlarından hesaplanır: Ω,,,, (20) Burada :,, yönleri boyunca istenen düzenlileştirmenin şiddetini ayarlayan iki fonksiyonu tanımlar., değişik amaçlar için farklı biçimlerde seçilebilir. İmgedeki gürültüyü azaltmak için olası seçim aşağıdaki gibi olabilir:, ve, (21) Burada 1 2 olarak alınmalıdır. Bu noktada istenen düzenlileştirme davranışı aşağıdaki gibi olur: noktasındaki piksel imge sınırında ise ( büyük değerli), ilgili düzenlileştirme sınır yönü boyunca yapılacaktır.,, olduğundan, düzenlileştirme şiddeti sınır şiddeti ile ters orantılıdır. noktasındaki piksel homojen bölgede ise ( küçük değerli), ilgili düzenlileştirme olası bütün yönlerde yapılacaktır (yön bağımsız düzenlileştirme). Bu durumda,, ve (birim matris) olur. Buna göre, çokdeğerli düzenlileştirme işlemi aşağıdaki gibi ifade edilebilir: trace üüüü (22) Burada, adım katsayısı, trace, matrisinin izi ve ise, nın Hessian matrisidir: (23) Denklemde olarak alınabilir. Aslında yön bağımlı yayınım ile klasik süzgeçleme teknikleri arasında aşağıdaki gibi bir ilişki vardır: trace (24) Buradaki 2 boyutlu yönlü Gauss maskesi, 1 4 exp (25) 4 şeklinde ifade edilir. Daha doğrusu iz-tabanlı düzgünleştirme yaklaşımı yönlü Gauss düzleştirmesi gibi davranış gösterir. Düzleştirmenin yönü ve şiddeti tensör yapısı ile sağlanır. Sonuç olarak imgedeki kenar bilgileri korunurken, kıvrımlı imge yapılarında, özellikle keskin köşelerde, istenmeyen yuvarlatma etkileri ortaya çıkar. Bu sorun süzgecinin imgedeki kıvrımları göz önüne almamasından dolayı oluşur. [6] da geliştirilen yöntemde ise, tek değişkenli standart Gauss maskesi kullanılarak imge yerel bir süzgeçlemeden geçirilmiştir: 1 exp (26) 4 4 Yöntemde düzleştirme yapısını süren tensör alanı, birkaç vektör alanlarının toplamına ayrıştırılmıştır ve daha sonra bu vektör alanlarının her biri ile imgenin çizgi tümlev evrişimi (ÇTE) gerçekleştirilmiştir. ÇTE, vektör alanıyla belirlenen akış çizgileri boyunca bir süzgeç fonksiyonuyla imgenin tek boyutlu evriştirilmesi olarak tanımlanır [9]. Yöntemde kullanılan vektör alanını elde etmek için düzleştirme geometrisi aşağıdaki gibi ayrıştırılmıştır [6]: 2 π (27) Burada cos sin olarak alınmıştır. ÇTE aşağıdaki ifadeyle hesaplanır:

1 (28) ÇTE Burada her bir Gauss değişintisi, standart sapmasına sahiptir. Bu yaklaşımla vektör alanının tümlev eğrilerini izleyerek ÇTE hesaplaması zor olduğundan, en yakın komşu aradeğerlemesine veya Runge-Kutta tümlev hesaplamasına bağlı basit yöntemler kullanılabilir. ÇTE için hızlı bir yöntem [10] da açıklanmıştır. Fakat bu yaklaşımda bir süzgeç maskesi kullanılmamıştır. Gauss ağırlıklı fonksiyonla ÇTE aşağıdaki gibi ifade edilebilir: ÇTE (29) Burada, parametreli ve noktasından başlayan nin tümlev eğrisini tanımlar (Şekil 1): 0 0 0 0 Şekil 1: Genel bir : Ω vektör alanının tümlev eğrisi. (30) Yöntemde tek bir döngü için gerçekleştirilen işlem adımları kısaca aşağıdaki gibi ifade edilebilir: 1) imgesinin düzlenmiş yapısal tensör alanını hesapla, 2) nın özdeğerlerini ve özvektörlerini bul, 3) dan geometrik tensör alanını hesapla, 4) 0, aralığındaki bütün değerleri için, vektör alanını hesapla, eğrisi boyunca nin ileri ve geri yönlerdeki ÇTE sini hesapla, 5) 4. adımda hesaplanan ÇTE lerinin hepsinin ortalamasını al. 3. Deneysel Çalışma Önerilen yöntem, [2] ve [5] de açıklanan onarma yöntemleriyle karşılaştırılmıştır. Test işlemi için kullanılan 250x357 boyutundaki resim Şekil 2.a) da gösterilmiştir. Bozuklukların algılanması aşamasında, 5x5 karesel bir yapılandırma elemanı kullanılmış ve algılama eşik değeri otomatik olarak belirlenmiştir. Onarma işleminde [5] deki yöntem için, 1 0.5, 2 1.2, 0.5 ve 20 ve önerilen yöntem için ise, 10.15, 2 150000, 2 ve 20 olarak ayarlanmıştır. Şekil 2.b) de resimdeki algılanan bozukluklar gösterilmiştir. Şekilden görülebileceği gibi, algılama eşik değeri otomatik olarak belirlendiğinden, bazı bölgelerde hatalı bir şekilde bozukluk sezimlenmesi yapılmış ve bazı ayrılmalar ise algılanamamıştır. Şekil 3. de ise, [2] deki yöntemle ve ayrıca Şekil 2.b) de verilen algılama maskesiyle sezimlenen bölgelerin [5] deki ve önerilen yöntemlerle elde edilmiş içboyama sonuçları gösterilmiştir. Dikkat edilirse, Şekil 3.a) da büyük boyutlu ayrılmalar tam olarak onarılamamış, Şekil 3.b) de imge yapısı doldurulan bazı hedef bölgelere kaynak bölgelerden hatalı bir şekilde ilerletilmiş; ama Şekil 3.c) de görüldüğü gibi, önerilen yöntemle bozukluklar iyi bir şekilde doldurulmuştur. Başka bir ifadeyle, önerilen yöntemle bozukluk içeren bölgeler, imge yapısı da göz önüne alınarak komşu piksel değerleriyle etkili bir şekilde giderilmiştir. Yöntemler, CImg Kütüphanesi [11] kullanılarak Microsoft Visual C++ 2005 derleyicisinde ve Windows Vista işletim sistemi altında 2 GB RAM belleğe sahip 2.20 GHz işlemcili bir dizüstü bilgisayarda koşulmuştur. 4. Sonuçlar Bu çalışmada eski resimlerdeki ayrılmaların otomatik olarak algılanması ve doldurulması için bir yöntem önerilmiştir. Bazı resimlerde ince fırça darbeleri de ayrılma gibi benzer özelliklere sahip olduğundan yanlışla bozukluk olarak algılanmasına karşın, onarılmış resimde çokdeğerli imgeler için geliştirilen içboyama tekniğiyle kabul edilebilir sonuç elde edilmektedir. 5. Kaynaklar [1] I. Giakoumis, I. Pitas, Digital Restoration of Painting Cracks, IEEE Int. Symposium on Circuits and Systems (ISCAS 98), California, USA, June 1998. [2] I. Giakoumis, N. Nikolaidis and I. Pitas, "Digital Image Processing Techniques for the Detection and Removal of Cracks in Digitized Paintings", IEEE Transactions on Image Processing, vol. 15, issue 1, pp. 178-188, January, 2006. [3] B. Dizdaroğlu, A. Gangal, A Spatiotemporal Algorithm for Detection and Restoration of Defects in Old Color Films, Lecturer Notes in Computer Sciences, vol. 4678, pp. 509-520, 2007. [4] M. Bertalmio, G. Sapiro, V. Caselles and C. Ballester, Image Inpainting, ACM SIGGRAPH, International Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, pp.417 424, 2000. [5] D. Tschumperlé and R. Deriche, Vector-Valued Image Regularization with PDE s : A Common Framework for Different Applications, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 27, No.4, April 2005. [6] D. Tschumperlé, Fast Anisotropic Smoothing of Multi- Valued Images using Curvature-Preserving PDE's, International Journal of Computer Vision, Vol. 68, No 1, June 2006, pp. 65-82. [7] N. Otsu, A threshold selection method from gray-level histogram, IEEE Transactions on System Man Cybernetics, vol. SMC-9, no. 1, 1979, pp. 62-66. [8] N. Hui-Fuang, Automatic thresholding for defect detection, Pattern Recognition Letters, vol. 27, no. 14, 15 October 2006, pp. 1644-1649. [9] B. Cabral and L.C. Leedom, Imaging vector fields using line integral convolution, SIGGRAPH 93, in Computer Graphics Vol.27, pp.263 272, 1993.

[10] D. Stalling and H.C. Hege, Fast and Resolution Independent Line Integral Convolution, ACM SIGGRAPH, 22nd Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Technique, pp.249 256, 1995. [11] D. Tschumperlé, The CImg Library: http://cimg.sourceforge.net, The C++ Template Image Processing Library. (a) (a) (b) (b) Şekil 2: a) Ayrılmalar içeren test resmi ve b) algılanan bozukluklar. (c) Şekil 3: a) [2] deki yöntemle, b) [5] deki yaklaşımla ve c) önerilen içboyama yöntemiyle elde edilen onarılmış resimler (yeşil: iyi, sarı: orta ve kırmızı: başarısız doldurma sonucu).