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随着社会的进步以及计算机科学与技术的迅猛发展,数字图像补全技术已经被应用在了很多领域。如：古文物图画保护领域、网络传输领域、特技处理领域、医学领域、军事领域等。基于这一环境背景,本论文就着力研究了一些数字图像补全算法。基于PDE(Partial Differential Equation)的经典的BSCB(Bertalmio, Sapiro, Caselles, Ballester)图像补全算法在修补残缺区域较大、且含有显著结构信息的破损图像时,其补全后的图像会出现结构线模糊或者属于同一条结构线的两断裂结构线不能连接在一起的问题。为了解决以上问题,本论文通过模拟画家手工补全该类破损图像的方法,取得了如下三点成果：(1)通过用直线路径连接已匹配好的断裂结构线,设计了“端点直线连接的结构匹配传播的图像补全(ICSMP-ESPC)"算法。图像补全实验结果表明,ICSMP-ESPC算法在解决了BSCB算法所存在的问题的同时,且较一些经典的参考文献算法有更好的图像补全结果。(2)通过用平面型光滑曲线路径连接已匹配好的断裂结构线,设计了“光滑拟合模型的结构匹配传播的图像补全(ICSMP-SFM)"算法。该算法是对ICSMP-ESPC算法的改进。该改进的算法解决了ICSMP-ESPC算法不便于补全残缺区域较大、且含有较大曲率的显著结构的破损图像的问题。(3)将新构建的米字模型应用在了ICSMP-SFM算法中的BSCB算法的扩散过程中,设计了“米字模型的结构匹配传播的图像补全(ICSMP-USM)"算法。最后,通过图像补全实验验证了ICSMP-USM算法对ICSMP-SFM算法是有改进作用的。