暗通道约束和交替方向乘子法优化的湍流图像盲复原

为提高湍流退化图像的复原效果,针对盲复原算法在最大后验概率框架下,使用梯度分布先验信息约束容易求得模糊平凡解的问题,提出了一种暗通道约束和交替方向乘子法优化的湍流图像盲复原算法。基于多尺度的思想,在每一层尺度上,对图像施加暗通道先验约束,对点扩散函数施加非负性约束和能量约束。对采用坐标下降法交替迭代估计当前尺度下的模糊核和图像,当达到最大尺度时,得到最终估计的模糊核。结合总变分模型,采用交替方向乘子法优化实现图像细节快速恢复。实验结果表明,新算法使用的先验信息约束,有利于得到清晰解,在总变分模型下能收敛到全局最优解,可以有效抑制图像复原过程中产生的伪迹,恢复出更好的目标图像细节。     

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.     

基于块效应抑制的压缩降质模糊图像盲复原

针对被压缩重构后的模糊图像复原问题,提出基于块效应抑制的图像去模糊方法.采用多尺度分解逐层进行模糊核估计,每一层利用去块效应的模糊图像作为有效显著边缘估计的参考图像,并在模糊核估计优化函数中加入模糊核梯度约束保证其连续平滑性,通过在频域交替迭代优化确定模糊核.最终复原约束项为图像全变分以及L2范数块效应抑制项,该项通过迭代使得复原图像和去块效应图像逐步逼近.实验结果表明,提出的方法能够在较高压缩率的模糊图像中估计出相对准确的模糊核,得到兼顾消除块效应与保留图像细节的复原效果.     

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。     

基于角反射器成像点的SAR图像PSF估计方法

针对合成孔径雷达(SAR)图像复原中点扩散函数(PSF)估计困难的问题,提出了一种SAR图像PSF估计的方法.首先,分析图像中实地布设的角反射器点的成像分布形态,结合SAR成像原理中角反射器成像点目标的成像特性,提出了利用椭圆抛物面模型模拟成像时的PSF.给出了模型的方程及参数意义,推导了模型参数的求解方法.最后,将模型估计的PSF应用于SAR图像复原试验中,并与PSF盲估计复原结果进行对比.结果表明:椭圆抛物面模型估计的PSF复原结果优于PSF盲估计的复原结果,复原后图像质量得到了提高,模型估计方法可行.     

空间变化模糊的图像复原算法

传统的空间不变的模糊图像复原算法无法对空间变化图像取得良好的复原效果,空间变化的图像复原算法能够较好地复原图像,增强复原图像的可读性。新算法使用奇异值分解法将模糊核分解为基滤波器和系数滤波器的线性组合,提出一种总变分和小波框架双正则化模型。并使用ADMM算法将原问题分解为易于求解的子问题进行独立求解,使得算法能快速迭代收敛,在迭代过程中完成图像的复原与优化。实验结果表明:对于空间变化的模糊图像,提出的新算法能够较好地去模糊,取得较高的峰值信噪比和结构相似度,在主观评价上也具有良好的视觉效果。     

模糊图像迭代盲反卷积复原

针对超速或换道车辆容易出现的图像模糊问题,提出了基于盲反卷积的去模糊方法。传统的去模糊方法是假定已知模糊参数,而实际的目标图像模糊参数是未知的。所以采用一种盲复原方法,首先估计出模糊点扩散函数PSF,然后进行模糊处理。根据实际采集的图像含有高斯噪声的特点,将常用零均值高斯白噪声作为其噪声模型,根据噪声均值与方差的最小二乘估计改进盲反卷积模型,得出新的恢复模型,进而恢复含噪声的模糊图像。结果表明,该算法较传统算法恢复效果得到明显改善。     

结合编码曝光和运动先验信息的局部模糊图像复原

针对局部运动模糊图像复原的病态性和背景被破坏的问题,提出基于编码曝光和运动先验信息的局部模糊图像复原方法. 分析编码曝光成像理论模型,建立最优码字选取的适应度函数准则. 通过物像关系,获得运动目标的点扩散函数（PSF）像移尺度初步估计参数,作为运动先验信息. 采用背景差分法进行目标提取,综合编码曝光运动模糊图像的叠加特性,实现对运动模糊目标区域的精确提取. 结合先验信息,引入基于贝叶斯最大后验概率框架的student-t复原算法进行PSF精确估计和复原重建,快速迭代得到复原结果. 搭建实验仿真系统,并开展针对实际运动目标的复原实验. 实验结果表明,该方法能有效改善传统曝光中运动模糊复原的病态性问题,抑制复原过程中目标图像边缘振铃及背景噪声的放大效应,所复原图像具有更好的主客观评价结果.     

紧框架小波和总广义全变分联合约束的医学图像复原算法

为了克服传统全变分正则化方法容易造成复原图像中出现阶梯状伪边缘、纹理细节丢失的不足,本文提出了一种紧框架小波和总广义全变分联合约束的图像复原算法.首先,结合紧框架小波能够捕获含噪声或退化图像中的奇异点的优势,同时采用能够逼近任意阶多项式函数进而可以保留图像尖锐边缘的总广义全变分,构造出一种由紧框架小波的L_1范数和二阶总广义全变分的L_2范数组成的联合正则项约束的图像复原模型;其次,采用交替方向迭代方法将所提模型的最小化问题分解为两个子问题,并分别采用均值增广拉格朗日算法和Chambolle-Pock一阶原始—对偶迭代方法获得最优解.实验结果表明,所提算法在抑制噪声的同时能够有效复原图像的边缘、细节信息,两种量化指标峰值信噪比和结构相似度的值也能直观体现复原图像质量的提高水平.     

基于单点像的光学稀疏孔径图像复原

为了定量评价光学稀疏孔径系统的图像复原效果,提出了一种以稀疏孔径系统单点像作为退化图像进行图像复原的方法.对稀疏孔径系统的单点像进行适当的复原处理,可获得类似爱里斑(即该稀疏孔径等效圆口径系统的单点像)的复原图像.通过比较该复原图像和爱里斑相似程度,即可对该复原算法(或者参数)进行评价.以法国SOLARNET光学稀疏孔径系统为例演示了上述图像复原过程.仿真结果表明,基于单点像的图像复原方法是可行的.     

匀速直线运动模糊图像点扩展函数的识别方法

为解决图像复原中模糊函数即点扩展函数的估计问题,介绍了图像退化的一般模型,分析了匀速直线运动模糊的退化函数,并采用基于约束最小二乘复原算法的参数误差曲线法对运动参数进行估计。实验结果表明:该方法可以提高参数的判别精度,复原图像的视觉效果和峰值信噪比都有显著提高。     

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。     

水下模糊图像参数估计复原方法

针对不同的图像退化模型,分析了图像模糊的不同类型以及通过解卷积复原图像的各类方法,讨论了对应于不同模糊类型所适用的解卷积方法。在对水下图像复原前先采取去噪预处理较好地抑制了复原过程的病态问题,再利用拉东变换和傅里叶变换估计点扩展函数中模糊角度和模糊距离,实现了在缺少先验信息前提下的水下图像的复原,且相比于其他估计方法更加简便准确。实验结果表明:该方法能较为有效地复原水下模糊图像。     

带稀疏惩罚的LCNN盲目图像复原

为了加强算法的稀疏性和稳定性,在SCAD基础上提出了一种新的稀疏惩罚函数,并加入到拉格朗日约束神经网络中,以克服传统盲源分离方法和独立分量分析方法的缺陷,有效地避免了方程的病态问题,提高盲目图像复原的稀疏性、稳定性和准确性。通过人工数据和真实数据的不同复原算法对比实验,证明了带稀疏惩罚的拉格朗日约束神经网络盲目图像复原技术具有良好的图像复原效果。     

灰度极值加权求和图像振铃效应评价算法

在图像盲复原过程中,对模糊核的过估计会产生误差,导致图像振铃效应;现有算法无法对振铃的严重程度进行有效评估,针对这个问题,提出一种振铃效应的评价方法。从振铃效应产生的物理机理出发,分析图像盲复原所致振铃效应的原因和对图像质量的影响;通过提取振铃图像过冲与涟波区域,并对该区域梯度值进行加权统计,定量化表征振铃效应的严重程度。实验结果表明,当模糊核参数σ值超过3时,算法的结果曲线随着参数增大呈单调递增状态,SSIM评价结果变化幅度趋于零。算法可以有效地评价不同复原算法和不同复原参数下的复原图像中的振铃效应。     

基于冗余字典的高光谱图像超分辨率复原算法

为了提高高光谱图像的空间分辨率,将基于冗余字典的信号稀疏表示理论应用到高光谱图像的超分辨率复原领域,提出一种基于冗余字典的高光谱图像超分辨率复原算法.该算法通过训练一组高低分辨率相对应的冗余字典对,使得高低分辨率相对应的像元曲线在基于各自的冗余字典进行稀疏分解时,具有相同的稀疏表示系数.超分辨率复原过程中,将待复原的低分辨率高光谱图像基于低分辨率冗余字典进行稀疏分解,利用所得的稀疏表示系数和对应的高分辨率字典,重建高分辨率的图像.实验结果表明:与基于图像块字典的超分辨率复原算法及传统的双线性插值图像放大方法相比,重建图像的峰值信噪比(peak signal to noise radio,PSNR)得到了显著提高.该算法将高光谱图像沿光谱维方向进行整体稀疏分解,避免了传统算法逐波段进行超分辨率复原带来的波段间的光谱失真问题,显著降低了算法的运算量.     

基于数值保真项优化的TDI遥感图像复原方法

提出基于数值保真项优化的时间延迟积分电荷耦合元件（TDI-CCD）振动模糊遥感图像复原方法.针对时间延迟积分（TDI）退化图像点扩散函数（PSF）的空间变化性,根据成像平台颤振信息逐行构建模糊核.通过结合L1正则化和数值保真项优化,提出新的遥感图像去模糊方法,实现对TDI颤振图像的逐行复原.在基于最大后验概率（MAP）构建图像去模糊模型的过程中,将数值保真项扩展到二阶,以更好地保留图像细节.与传统的Richardson-Lucy（RL）算法、全变分方法相比,提出的算法去模糊效果明显.分析在不同积分级数和颤振频率下采用该算法复原后的图像的ssim,该算法体现出很好的普适性.     

非局部稀疏表示正则化的磁共振图像重建

传统的基于稀疏性先验和全变分正则项约束的图像重建算法不能有效重建图像中的各种结构。为了提高重建质量,在采用传统重建算法中基于稀疏性的先验约束的同时,将重建图像的稀疏系数应逼近原始图像稀疏系数这一先验约束引入图像重建模型。通过图像子块之间的非局部相似性估计原始图像,得到非局部稀疏表示正则化的磁共振图像重建模型,并利用快速混合分裂算法求解模型。实验结果表明,算法能够对磁共振图像进行较好的重建。     

基于多正则化约束的图像去运动模糊

针对图像去运动模糊问题的病态性,已有的方法通常引入对图像的正则化约束从而缩小解空间范围使其良态化,但单一的正则化约束并不能很好地估计点扩散函数和复原原始图像。基于此,本文提出一种基于多正则化约束的图像去运动模糊方法。首先,根据图像梯度符合重尾分布的特性,采用归一化的超拉普拉斯先验项作为对图像先验约束的正则项。其次,分析描述图像运动模糊的点扩散函数的内在特性包括稀疏性和连续光滑性;同时,采用点扩散函数自身的L₁范数保证其稀疏性并作为其中一项点扩散函数先验约束的正则项,采用Tikhonov正则化约束保证其连续平滑性并作为另一项点扩散函数先验约束的正则项,避免估计的点扩散函数中存在孤立的点。由于所建立的正则项虽然不可微但其是非严格凸函数,故引入辅助变量采用分裂法和交替求解法对所建能量方程进行求解,并利用小波软阈值公式求解辅助变量。本文方法对合成的运动模糊图像和实际相机抖动造成的自然模糊图像均进行实验,实验结果验证了该模型和求解算法的有效性和快速性。实验结果表明,本文方法提高了点扩散函数估计准确度,同时提高了复原图像质量,具有较好的复原效果。     

一种基于稀疏正则化的图像盲复原方法

在图像盲反卷积的过程中,最主要的难点是缺少点扩散函数的足够信息而导致的病态问题.解决此问题可以通过对原始图像和点扩散函数同时进行正则化约束.为了在图像复原过程中得到惟一、稳定的解,并保证图像恢复结果的有效性,提出了一种具有尺度不变性和稀疏性的正则化函数,并通过两组对比实验例证了利用该函数的图像盲复原算法具有良好的鲁棒性和收敛稳定性.