Eski renkli filmlerdeki bozuklukları algılama ve onarmada karma bir yaklaşım modeli
A hybrid approach model for detection and restoration of defects in old color films
Yazar: BEKİR DİZDAROĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİ GANGAL
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Eski Renkli Filmlerdeki Bozuklukları Algılama ve Onarmada Karma Bir YaklaşımModeliBekir DİZDAROĞLUEski filmler, uygun olmayan çevre koşulları ve tekrarlanan gösterimlerden dolayızamanla kalite bakımından bozulmalara uğramaktadır. Toz ve kir başlıca bozukluklardır.Bunlar film yüzeyine yapışır ve leke olarak ortaya çıkarlar. Lekeler, her bir filmçerçevesinde rasgele konumlarda olurlar ve genelde ardışık film çerçevelerinde aynıuzamsal konumda bulunmazlar. Dikey çizgiler, projektördeki toz parçacıkları filmiaşındırdığı zaman oluşur. Bu bozukluklar, film çerçevesi yüksekliğinin hemen hementamamı kaplarlar ve ardışık film çerçevelerinde neredeyse aynı uzamsal konumda olurlar.Diğer bozukluklar, nemden veya aşırı ısıdan dolayı meydana gelirler.Sayısal imge dizisi onarma teknikleri genelde üç adımdan oluşmaktadır: Hareketkestirimi, bozukluk algılama ve bozulmuş bölgelerin onarılması. Leke algılaması vealgılanan lekelerin onarılması için, genelde doğru hareket kestirimine ihtiyaç vardır.Bozulmuş piksellerin algılanması, yalnızca bozulmuş pikselleri içeren bölgelerindoldurulması için gerekli bir adımdır. Son olarak, eksik bölgeler onarma yöntemleriyledoldurulur.Bu tezde, eski renkli sinema filmlerindeki Gauss gürültüsü ve leke gibi yerelbozuklukları algılama ve giderme için otomatik bir onarma algoritması geliştirilmiştir.Önerilen yöntemde, ilk önce Gauss gürültüsü zaman-uzamsal yerel-olmayan ortalamalaralgoritmasıyla yok edilmektedir. İkinci olarak, özellikle hatasız bozukluk algılama vealgılanan bozuklukların onarılması için gerekli olan hızlı bir hareket kestirim yöntemi,öngörücü karo arama işleminden sonra, basit bir şekilde renkli imge dizilerineuyarlanabilen AGAİ yöntemiyle lekeler algılanmaktadır. Son olarak ise, algılanan bozukbölgelerin düzeltilmesi için, varolan örnek-tabanlı içboyama yöntemine dayalı zaman-uzamsal içboyama yöntemleri kullanılmaktadır. Geliştirilen onarma yöntemlerinde eksikbölgelerin doldurulması için doğru hareket kestirimine de gerek duyulmamaktadır.Sonuçlardan da görülebileceği gibi, bozukluk içeren bölgeler genelde başarılı bir şekildeönerilen yöntemle onarılmıştır.Anahtar Kelimeler: Leke, Bozukluk, İçboyama, Hareket Kestirimi, Öngörücü KaroArama, Gürültü Yoketme, Eksik Bölge, Doldurma, Onarma

Abstract:
A Hybrid Approach Model for Detection and Restoration of Defects in Old ColorFilmsBekir DİZDAROĞLUOld films are subject to degrade in quality due to bad environmental factors andrepeated projection. Dust and dirt are major defects. They adhere to the film surface andappear as blotches. The blotches occur randomly in each frame and do not generallyoccupy the same spatial location in successive frames. Vertical scratches occur in a framewhen the film is abraded by dirt particles in the projector. They occupy the almost fullheight of the frame and occur in nearly the same spatial place in several frames. Variousother defects occur due to water damage or excessive heat.Digital image sequence restoration techniques are generally classified in three steps:motion estimation, defect detection and restoration of damaged locations. Accurate motionestimation and compensation usually are necessary for detection and correction of detecteddamages. The detection of which pixels are likely to be damaged is required for filling inonly those areas containing damaged pixels. Lastly, the missing areas are filled in byrestoration methods.In this thesis, an automatic restoration algorithm is presented for detection andconcealment of local defects such as Gaussian noise and blotches in old color films.Firstly, in the proposed method, Gaussian noise is removed by spatiotemporal non-localmeans algorithm. Secondly, after predictive diamond search process is a fast motionestimation method, which is required for an accurate defect detection especially andrestoration of damaged regions, the defects are detected SDI method which can be simplyadapted to detection of defects in color image sequences. Finally, spatiotemporal inpaintingmethods based on the existing exemplar-based inpainting are used for correction of thedamaged regions that are detected. True motion estimation is not required for filling in themissing regions in the proposed restoration methods. The results indicate that the proposedmethod restores successfully the damaged regions in general.Key Words: Blotch, Defect, Inpainting, Motion Estimation, Predictive Diamond Search,Noise Removal, Missing Region, Filling in, Restoration