基于算法展开的图像盲去模糊深度学习网络

针对图像盲去模糊问题,基于变分模型的迭代优化展开形式设计了相应的变分深度学习网络,有效克服了传统变分方法计算效率低和深度学习方法可解释性差的问题。设计网络包含2部分：利用算法展开策略实现基于L₀正则化估计模糊核的子网络;基于估计的模糊核及图像恢复正则化模型的非盲去卷积子网络,该子网络充分利用了双通道的编解码网络结构。为确保模糊核估计的准确性和图像内容的一致性,损失函数由均方误差损失和结构相似性损失构成。L₀正则化的使用有助于快速准确地完成模糊核估计;图像恢复正则化模型的使用有助于边缘和图像细节的保持。在Levin数据集上的试验结果表明,所提算法在峰值信噪比上较目前先进算法至少提高了2.14 dB。     

基于先验优化的一致性模糊盲复原算法

为了提高一致性模糊图像盲复原清晰度,针对复原过程中涉及的全变差模型先验约束问题,提出一种基于先验优化的一致性模糊盲复原算法.利用基于半高斯梯度算子的局部加权全变差模型提取模糊图像显著边缘,在去除噪声和纹理干扰的同时,可提高有利信息的保持能力;提出多尺度混合特性先验估计模糊核,增强了模糊核估计的准确性;利用非盲去卷积得到了清晰的复原图像.实验结果表明,相较其他算法,针对模拟模糊图像,所提算法的复原图像峰值信噪比平均提升约1.7%,结构相似性指数平均提升约19.1%;针对真实模糊图像,复原图像伪影更少,边缘纹理细节更加清晰自然,整体视觉效果更好.     

联合正则化与低秩先验的自适应迭代盲图像复原

为改善运动模糊图像盲复原的效果,解决伪影显著、鲁棒性差、各尺度由于迭代次数固定而产生不利核估计的问题,提出一种联合正则化与低秩先验的自适应迭代盲图像复原算法。首先,利用l₀正则化先验的稀疏性估计中间复原图像和有效去除伪影,同时引入低秩先验抑制潜像恢复过程中的噪声干扰,提高模糊核估计的准确性;然后,针对多尺度迭代次数问题采用自适应策略,通过评估模糊核的相似性调整各尺度下的迭代次数;最后,用基于半二次分裂的交替优化策略求解本算法模型,利用非盲去模糊方法得到最终清晰图像。结果表明,本文算法能有效抑制噪声和伪影,鲁棒性好,并具有良好的复原效果。     

基于分数阶全变差和自适应正则化参数的图像去模糊

为更好地复原图像的纹理细节,避免求解图像去模糊模型时面临正则化参数难以选择的问题,提出了一种基于分数阶全变差（FOTV）模型和自适应更新正则化参数的非盲去模糊图像重建方法。首先,在分析不同分数阶下FOTV的幅频响应特性的基础上,采用不同分数阶次的FOTV模型约束图像的平滑（低频）部分和纹理细节（高频）部分,从而建立图像非盲去模糊重建模型。其次,为了有效地求解重建模型和实现两个正则化参数的自适应更新,采用交替方向乘子法(ADMM)将原本含有两个正则化参数的复杂问题分解成两个相对容易的子问题进行求解,每个子问题只含一个正则化参数。最后,根据偏差准则,在迭代求解过程中实现了两个正则化参数的自适应更新。将所提算法应用于包含平滑、边缘和纹理细节的多幅图像中,测试4种不同模糊核下的去模糊效果;与传统的4种去模糊算法相比,实验结果表明所提算法能自适应地更新两个正则化参数,对于纹理细节适中的图像具有较好的去模糊效果。     

动目标多视点基于标定的去模糊方法

针对三维视觉检测技术应用中动目标多视点去模糊的难题,提出了一种动目标多视点基于标定的去模糊方法.首先估计部分视点模糊图像(以两个视点的模糊图像为例)点扩展函数.其次根据多视点几何关系,利用相机标定方法,得到各个相机的参数矩阵;结合估计出部分视点的点扩展函数和相关参数矩阵,以直线运动为例,建立多视点模糊图像的点扩展函数关系.最后在确保各视点模糊路径对应的关系前提下,对多视点图像进行整体去模糊.结果表明该方法对于对运动模糊图像恢复有很好的效果.     

基于高阶统计量的红外焦平面非均匀校正算法

根据高斯噪声高于二阶累积量为零的特性,提出基于高阶统计量的红外焦平面非均匀校正算法,可从图像场景中自适应估计阵列单元的增益和偏置参数．提出的算法包含两个部分,第一部分利用统计矩和累积量周期估计红外焦平面的模型参数,第二部分利用维纳滤波恢复真实图像．仿真图像序列表明这种算法有效降低了固定图案噪声,达到了较高的非均匀校正水平．     

基于变分狄利克雷模糊核估计的行车记录盲图像复原

针对行车记录模糊图像的模糊核不能准确估计的问题,提出一种变分狄利克雷分布的模糊核估计方法,并利用改进的增广拉格朗日算法实现有效的图像复原。采用梯度投影法求解优化问题,提取图像边缘的精确方向,用狄利克雷分布替代模糊后验估计消除图像噪声,减少额外约束;以超拉普拉斯先验分布建模,结合ALM实现行车记录盲图像复原。实验结果表明,通过多尺度的模糊核估计,能有效估计模糊核并消除行车记录图像的噪声,恢复行车记录图像的纹理细节。与其他方法相比较,所提出的盲图像复原方法,从视觉特性和评价指标来讲都具有较好的恢复效果。     

多途水声信号盲恢复技术研究

针对盲解卷积只能获取未知源信号的波形,而得不到源的幅度问题,研究了一种平稳信道、多途传播条件下估计信道参数及源分离的算法.该算法引入均值和方差都已知的参考信号,在FIR模型的基础上利用解相关技术估计水声多途信道参数,进行盲信号分离.分析了实际的水声信道参数特点,提出新的信道参数及阶数的估计方法,继而利用改进的自适应逆滤波器恢复源信号,最后在瞬时混合以及不同信噪比情况下与其他算法进行比较,以验证算法的有效性.仿真结果表明,未知源估计结果与信道阶数和信噪比有关;对于卷积混合,该方法对于信道参数的估计具有稳健性,.可以同时恢复源信号的时序结构与幅度信息;对于瞬时混合,该方法的计算量和性能指标优于其他算法.     

基于高斯曲率和加权图总变分正则化的遥感图像盲去模糊算法

针对遥感图像在采集过程中出现的运动模糊现象,本文从图像曲面的几何性质和图像像素的代数性质出发,设计了一种基于高斯曲率和加权图总变分正则化的遥感图像盲去模糊算法。首先,将加权图总变分先验与高斯曲率先验相结合以获得骨架图像,骨架图像保留图像的梯度以及锐利边缘信息,并去除中间潜在图像中的有害结构;然后,利用骨架图像估计模糊核,进而利用非盲去模糊算法获得清晰图像;最后,在8张不同场景下的模糊遥感图像上进行仿真验证。结果表明,相比于其他先进的图像盲去模糊算法,本文提出的去模糊算法复原效果的峰值信噪比平均值分别高于对比算法2.76、1.84、3.11、2.79、3.35、2.76 dB,结构相似性平均值分别高于对比算法0.0792、0.0604、0.0873、0.0801、0.0997、0.0906。本文算法复原的遥感图像具有清晰的边缘轮廓和局部细节,提升了遥感图像的清晰度。     

紧框架分析模型下的模糊图像盲复原

在基于稀疏表示模型的图像盲复原问题中,模糊核估计与稀疏模型的选取是影响盲复原性能的两个关键因素。针对传统基于稀疏表示盲复原方法的不足,本文提出一种基于紧框架分析模型的图像盲复原方法。该方法将盲复原问题分裂为两个迭代的子问题,分别是基于梯度图像的模糊核估计与基于紧框架分析模型的非盲图像复原。在核估计问题中,提出同时约束核稀疏性及一阶微分平滑特性,进一步提高了核估计精度。在紧框架非盲图像复原问题中,提出一种基于Moreau envelope函数的数值计算方法,有效地解决紧框架复原模型的不可微和不可分离性。实验结果表明,本文复原方法在图像细节恢复与客观评价指标方面均优于传统复原算法。     

基于超拉普拉斯先验的图像非盲解卷积

自然图像梯度的重尾分布在去噪、去模糊以及超分辨率等问题中已经被证实是一个非常有效的先验。自然图像梯度的长尾分布可以极好地用超拉普拉斯(Hyper-Laplacian)分布模型化。基于空间变化点扩散函数提出了一种超拉普拉斯先验的图像快速非盲解卷积方法,对图像进行复原。该算法的优势就是引入空间变化点扩散函数,使用分步交替迭代最小化方法,通过查表法快速对图像去卷积求解。该方法的解卷积速度得到较大幅度的提升,而且对模糊图像有较好的复原效果,提高了图像的质量。     

自适应-模糊滤波算法

为了克服大部分的自然图像中同时存在脉冲噪声和高斯噪声,在分析了传统滤波算法特点的基础上,提出了一种改进的自适应-模糊图像滤波算法.该算法首先判别并标定图像中的脉冲噪声,以实现两类噪声的分离.采用自适应滤波窗口的中值滤波算法滤除脉冲噪声,有效地克服了传统中值滤波的不足.在有效地滤除脉冲噪声的基础上,引入提出了模糊控制中隶属度函数的概念改进均值滤波算法,结合图像直方图的自适应,提出隶属度函数的阀值,克服了均值滤波造成图像细节模糊的不足.最后提出了一种针对图像滤波算法中求解中值的快速算法,提高算法的实用性.仿真证明,自适应-模糊滤波算法在滤除图像中混合噪声的效果明显优于传统滤波算法,可广泛应用于各种图像处理场合.     

正则化的近似最大公因子的图像盲复原算法

针对近似最大公因子图像盲复原算法对噪声敏感的问题,提出了一种基于全变分正则化的近似最大公因子图像盲复原算法。该算法利用近似最大公因子盲复原算法估算出点扩散函数,然后利用全变分正则化迭代解卷积求得复原图像。改进算法从抑制噪声和反卷积运算约束两个方面去改进近似最大公因子图像盲复原算法,提高算法的鲁棒性。最后给出仿真实验,在同一噪声水平下改进算法的PSNR提高了1～5dB,SSIM提高了0.09～0.3,验证了改进算法有较好的效果。     

图像盲恢复算法及其实现

针对图像盲恢复算法及其应用进行了研究，讨论了盲恢复算法中的非参数限定支持域恢复技术，这类算法并不假设图像或者模糊的参数模型，而是同时估计出清晰图像和点扩展函数。在介绍Kundur等提出的非负和集约束递归逆滤波算法的基础上，提出了该算法的改进，利用零相位FIR滤波器的频率特性，消除滤波器带来的相位失真，减少图像失真；增大FIR系数中心像元的加权值，增强图像高频。实验结果证明了改进算法的有效性。     

一种抗加性高斯白噪声的盲图像源分离方法

针对基于聚类稀疏成分分析的盲图像源分离方法噪声敏感的问题,提出了一种抗加性高斯白噪声的盲图像源分离算法.通过分析混合图像与噪声图像间的相关性,估计混合图像中的噪声并去除,对去噪后的混合图像进行稀疏成分分析,即分离出源图像.实验结果表明,该算法能直接、有效地去除同分布的加性噪声,使叠加噪声的混合图像得到精确的分离.     

基于误差均值与方差最小化的鲁棒T-S模糊建模方法

传统T-S模糊建模方法在非线性系统建模方面已有大量的成功应用,但其现有的参数辨识方法没有考虑模型的结构风险项,因此模型的泛化性不强. 同时,尽管传统T-S模糊建模方法能够在高斯噪声下取得较好的辨识效果,但没有综合考虑误差的均值与方差项,导致在非高斯噪声或者异常值下辨识效果较差. 针对传统T-S模糊建模方法的这些不足,提出基于误差均值与方差最小化的鲁棒T-S模糊建模方法. 该方法通过构建全新的参数辨识目标函数,将结构风险项及误差的均值和方差最小化,从而提高T-S建模的泛化性和鲁棒性. 仿真与试验结果表明,在噪声干扰下,鲁棒T-S模糊建模方法能够对非线性系统进行有效建模,且建模效果优于传统T-S模糊建模方法.     

基于高阶统计量的小波变换去噪算法

图像在获取和传输的过程中经常要受到噪声的污染.传统的去噪方法不仅滤出了图像的噪声,同时使图像细节变得模糊.本文提出一种基于双谱和小波变换的去噪算法.该方法是根据高斯噪声及椒盐噪声在小波变换下的不同特征,并结合双谱滤波、中值滤波的特点,在小波城内对高频子带进行双谱滤波,去除图像中的高斯噪声,然后进行中值滤波,去除图像中的椒盐噪声.高斯噪声的双谱为零,能够彻底的去除高斯噪声.该算法的实验结果表明不仅能滤出图像中高斯噪声和椒盐噪声,而且能较好的保留图像的边缘细节.其滤波效果优于传统的图像去噪方法.     

采用卷积神经网络的小幅文本图像重聚焦算法

针对文本图像拍摄过程中的散焦模糊问题,提出一种基于卷积神经网络的图像重聚焦算法．首先分析了传统的维纳滤波方法,并对其进行变形;然后将频域相除转化为循环卷积,并将该卷积核进行奇异值分解,从而将二维卷积转化为一维卷积．在重点考虑循环卷积、一维卷积核的基础上,设计出了一种新的卷积神经网络结构．该网络结构不但能够模拟维纳滤波的去散焦模糊过程,还能在不显式计算散焦模糊核的情况下恢复图像,并具有良好的抗噪声性能．同时,该卷积神经网络还具有收敛快、参数不敏感的良好特点．     

DS-CDMA系统基于高阶累积量的盲波束形成及DOA估计

依据DS-CDMA系统的扩频码和扰码特性,提出了一种新的基于高阶量的盲波束形成算法,然后根据得到的波束形成权值实时估计信号波达方向(DOA)。该方法充分利用了接收信号的高阶统计特性,在高斯有色噪声及非高斯噪声信道环境下具有良好的性能。另外,该算法不需要已知信道参数和训练序列等先验知识,收敛速度较快,适合在实际信道环境中的应用。     

基于混合高斯模型和GPU的车辆闯红灯快速检测算法及实现

为实现对闯红灯车辆的准确快速检测,提出了基于混合高斯模型和GPU的车辆闯红灯检测算法。先用时间均值法根据监控系统运行后的第1个红灯期间采集的视频数据构建背景图像,再利用这个背景图像初始化混合高斯模型参数,进而采用混合高斯模型检测运动车辆;为实现实时检测,采用GPU并行计算对算法进行了实现。实验结果表明,该算法克服了实际道路监控视频中出现的混合高斯模型初始化参数选择不合理的问题,加快了混合高斯模型的收敛速度,实时性好。