一种空间自适应正则化图象盲复原算法

图象盲复原所面临的主要问题是可利用信息的不足，所以必须充分利用图象本身及成像系统的先验信息，为此，结合模糊先验辨识的思想，给出了一种新的空间自适应正则化算法，该算法先用交替最小化的迭代方法对模糊进行先验辨识，然后利用辨识结果，用各向异性扩散进行图象复原，算法充分利用了图象及成像系统（或点扩散函数PSF）的分段平滑特性，同时又利用各向异性扩散的概念，使得正则化不仅在程度上，而且在方向上都是空间自适应的，从而能够有效地进行图象盲复原，仿真结果表明，该算法的复原效果优于空间自适应各向同性正则化（SAR）算法，其收敛性能优于空间自适应各向异性正则化（SAAR）算法。     

基于广义规范化稀疏模型的图像盲去模糊算法

针对基于规范化稀疏先验的图像盲去模糊方法估计精度低、计算速度慢、参数选择敏感等问题,提出一种Tikhonov正则增强的广义规范化稀疏模型,且将其作为中间清晰图像和运动模糊核的共同先验约束。随后,利用算子分裂、交替方向乘子法以及快速傅立叶变换,最小化关于中间清晰图像与运动模糊核的目标函数,导出一种快速图像盲去模糊算法。在标准测试集以及实际彩色模糊图像上的实验结果验证了提出方法的有效性和鲁棒性。此外,在同等条件下与近期文献中的盲去模糊方法进行比较,显示了本文方法在估计精度和估计效率上的双重优势。     

均方误差控制步长恒模医学CT图像盲均衡算法

提出一种基于均方误差控制的自适应变步长恒模医学CT图像盲均衡算法,利用线性变换将图像的恢复过程等效为一维盲均衡运算,建立了降维处理的医学CT图像盲均衡恒模代价函数,采用信号的均方误差作为步长控制因子,加快算法收敛,改善恒模医学CT图像盲均衡算法性能。仿真结果验证了算法的有效性,新算法改善了峰值信噪比和恢复效果,提高了算法收敛速度。     

全变差图像恢复的交替方向乘子法

针对图像恢复的全变差（TV）模型提出了一种基于交替方向乘子法的快速求解算法。通过变量替换将TV模型转化为与之完全等价的等式约束优化问题,然后用交替方向乘子法求解等式约束优化问题。实验结果表明,相对于FTVd方法,克服了FTVd方法的不稳定性,视觉效果更好,信噪比也得到了提高。     

混合非凸非光滑正则化约束的模糊图像盲复原

为能够复原出高质量的清晰图像,提出一种混合正则化约束的模糊图像盲复原方法。首先,根据模糊核的稀疏性,采用L₀范数的正则项对模糊核进行稀疏约束,以提高模糊核估计的准确性;然后,根据图像梯度的稀疏性,采用混合一阶和二阶图像梯度的L₀范数对图像梯度进行正则化约束,以保留图像边缘信息;最后,由于所提出的混合正则化约束模型本质上是非凸非光滑优化问题,通过交替方向乘子法对模型进行求解,并在非盲反卷积阶段采用L₁范数数据拟合项和全变分的方法复原清晰图像。实验结果表明,所提方法能够复原出更加清晰的细节和边缘信息,复原结果的质量更高。     

多信道图像盲复原算法

为充分利用观测图像中的信息及信息之间的互补性,提高图像复原的质量,提出了贝叶斯框架下的多信道图像盲复原算法。首先,建立原始图像、点扩散函数和观测图像的先验模型,由先验模型得到原始图像、点扩散函数和观测图像的先验概率;然后用伽马分布描述未知的模型参数;最后基于最大后验概率的推导,利用实证分析法估计原始图像和点扩散函数的最优值。实验结果表明,相比单信道的图像盲复原算法,多信道的图像盲复原算法可以得到更好的复原结果。同时,与某些经典的多信道图像盲复原算法相比,提出的算法在复原效果方面具有一定的优势。     

基于整体变分正则的图像盲恢复研究

实现了一种基于TV正则化的图像盲恢复算法。采用了交替迭代算法,保证迭代中能同时恢复出图像以及点扩张函数,并在每步迭代中自适应调整其扩散参数。实验结果也显示了迭代过程的收敛以及鲁棒性(特别是对于非连续的模糊),而且图像和点扩张函数可以在很高的噪声级下恢复。     

约束恒模医学CT图像盲均衡算法

为了改善图像的峰值信噪比,提高算法的可靠性和恢复效果,利用线性变换将图像的恢复过程等效为一维盲均衡运算,建立了医学CT图像约束恒模代价函数,并分析了其凸性,提出一种基于信号降维处理的医学CT图像盲均衡算法。仿真结果验证了算法的有效性,新算法的迭代过程避免了矩阵逆运算,提高了运算效率。     

一种自适应组稀疏表示的图像修复方法

针对组稀疏表示图像修复方法采用固定大小的图像块,致使修复结果中存在纹理和结构清晰性较差的问题,提出一种基于自适应组稀疏表示的图像修复方法。由于自然图像中纹理和结构信息不同,为了与原方法固定图像块大小的组结构作区分,首先提出一种自适应选取样本图像块大小的方法来构造自适应的组结构;然后以组为单位对其进行奇异值分解,获得该图像块组的自适应学习字典,并利用分裂伯格曼迭代(Split Bregman Iteration)算法求解目标代价函数;最后通过调整组中的图像块数量和迭代次数对每个组的自适应字典和稀疏编码系数进行更新,以获取较好的修复效果。实验结果表明,该方法不仅在峰值信噪比和特征相似性度量上有所提高,同时也提高了修复效率。     

基于神经网络的盲图像恢复

1 引言图像恢复是图像处理学中的一个重要领域,其主要目的是利用退化图像的某种先验知识来重建或恢复原图像。图像的退化模型可表示为: Y=HX N (1)其中y为退化图像,H为退化模型的点扩展函数,X为原始图像,N为加性高斯白噪声。     

基于模糊函数估计和变分泛函数优化的含噪声模糊图像复原算法

针对摄影图像中常见的噪声和模糊同时退化图像的问题,提出一种Radon变换估计模糊函数结合变分泛函优化的图像复原算法。算法首先利用方向滤波器对图像去噪,然后利用Radon变换以去除方向滤波在模糊函数估计中引起的偏差,再利用模糊函数通过去卷积操作去除模糊,最后在去模糊的基础上利用 L0梯度范数的变换泛函的优化算法,去除剩余噪声从而对图像进行复原。实验表明,该算法可以有效地恢复摄影图像中的场景。     

Restoration of images corrupted by mixed Gaussian-impulse noise via l1-l0 minimization

In this paper, we study the restoration of images corrupted by Gaussian plus impulse noise, and propose a l₁-l₀ minimization approach where the l₁ term is used for impulse denoising and the l₀ term is used for a sparse representation over certain unknown dictionary of images patches. The main algorithm contains three phases. The first phase is to identify the outlier candidates which are likely to be corrupted by impulse noise. The second phase is to recover the image via dictionary learning on the free-outlier pixels. Finally, an alternating minimization algorithm is employed to solve the proposed minimization energy function, leading to an enhanced restoration based on the recovered image in the second phase. Experimental results are reported to compare the existing methods and demonstrate that the proposed method is better than the other methods.     

时变步长恒模医学CT图像盲均衡算法

提出一种基于误差信号峰度的自适应时变步长恒模医学CT图像盲均衡算法,通过降维处理将图像的恢复过程等效为一维盲均衡运算,构建行列等效变换的降维医学CT图像恒模盲均衡代价函数,利用误差信号峰度控制步长因子,加快算法的收敛速度。仿真结果表明,该算法能改善恢复效果,减小稳态剩余误差。     

基于Split Bregman算法的图像复原

图像复原研究由来已久。一种比较传统的图像复原方法是假设系统的脉冲响应,即事先知道点扩散函数。然而,在大多数实际情况下,很难具体确定点扩散函数,我们仅能通过退化之后的图像来恢复图像,即图像盲复原法。图像盲复原法是在已经观测到的退化图像的基础上,根据特定条件建立合适的数学模型,从而在一定条件下获得最接近原始图像的逼近值。文章通过Split Bregman算法对灰度图和LAB图进行图像复原,并进行了对比实验。     

基于频谱预处理与改进霍夫变换的离焦模糊盲复原算法

为了提高离焦模糊图像复原清晰度,提出一种基于频谱预处理与改进霍夫变换的 离焦模糊盲复原算法。首先改进模糊图像频谱预处理策略,降低了噪声对零点暗圆检测的影响。 然后改进霍夫变换圆检测算法,在降低算法复杂度的同时,增强了模糊半径估计的准确性。最 后利用混合特性正则化复原图像模型对模糊图像进行迭代复原,使复原图像的边缘细节更加清 晰。实验结果表明,提出的模糊半径估计方法较其他方法平均误差更小,改进的频谱预处理策 略更有利于零点暗圆检测,改进的霍夫变换圆检测算法模糊半径估计精度更高,所提算法对已 知相机失焦的小型无人机拍摄的离焦模糊图像具有更好的复原效果。针对离焦模糊图像复原, 通过理论分析和实验验证了改进的模糊半径估计方法的鲁棒性强,所提算法的复原效果较好。     

基于子空间优化的l2-总变分图像恢复

交替方向法被广泛用来求解总变分图像恢复问题, 鉴于其搜索方向的不精确性对算法效率和图像恢复质量有着一定影响, 提出了一种矫正方法。该方法以子空间优化为基础,结合能量函数泰勒展式及可微函数性质, 利用先前搜索方向对当前方向进行有效矫正, 提高了搜索方向的精确性。数值实验利用算法运行时间和峰值性噪比分别说明了该修正方法的效率和图像恢复质量。     

高斯扩散特性图象的盲解卷积

图象的盲解卷积恢复具有重要的理论和实际意义，许多情况下系统的扩散特性不能精确获得。针对一类相对平滑或类似高斯分布的扩散特性，建立一种图象盲解卷积算法，采用交替迭代方法。适合总体最小二乘求解。算法能有效地确定点扩散函数，图象恢复质量有明显改善。最后的仿真实验表明了算法的有效性和稳定性。     

双重字典学习与自适应PCNN相结合的医学图像融合

目的 针对基于稀疏编码的医学图像融合方法存在的细节保存能力不足的问题,提出了一种基于卷积稀疏表示双重字典学习与自适应脉冲耦合神经网络（PCNN）的多模态医学图像融合方法。方法 首先通过已配准的训练图像去学习卷积稀疏与卷积低秩子字典,在两个字典下使用交替方向乘子法（ADMM）求得其卷积稀疏表示系数与卷积低秩表示系数,通过与对应的字典重构得到卷积稀疏与卷积低秩分量;然后利用改进的的拉普拉斯能量和（NSML）以及空间频率和（NMSF）去激励PCNN分别对卷积稀疏与卷积低秩分量进行融合;最后将融合后的卷积稀疏与卷积低秩分量进行组合得到最终的融合图像。结果 对灰度图像与彩色图像进行实验仿真并与其他融合方法进行比较,实验结果表明,所提出的融合方法在客观评估和视觉质量方面明显优于对比的6种方法,在4种指标上都有最优的表现;与6种多模态图像融合方法相比,3组实验平均标准差分别提高了7%、10%、5.2%;平均互信息分别提高了33.4%、10.9%、11.3%;平均空间频率分别提高了8.2%、9.6%、5.6%;平均边缘评价因子分别提高了16.9%、20.7%、21.6%。结论 与其他稀疏表示方法相比,有效提高了多模态医学图像融合的质量,更好地保留了源图像的细节信息,使融合图像的信息更加丰富,符合人眼的视觉特性,有效地辅助医生进行疾病诊断。     

改进耦合字典学习的脑部CT/MR图像融合方法

针对目前使用单字典表示脑部医学图像难以得到精确的稀疏表示进而导致图像融合效果欠佳,以及字典训练时间过长的问题,提出了一种改进耦合字典学习的脑部计算机断层成像（CT）/磁共振成像（MR）图像融合方法。该方法首先将CT和MR图像对作为训练集,使用改进的K奇异值分解（K-SVD）算法联合训练分别得到耦合的CT字典和MR字典,再将CT和MR字典中的原子作为训练图像的特征,并使用信息熵计算字典原子的特征指标;然后,将特征指标相差较小的原子看作公共特征,其余为各自特征,并分别使用"平均"和"选择最大"的规则融合CT和MR字典的公共特征和各自特征得到融合字典;其次,将配准的源图像编纂成列向量并去除均值,在融合字典的作用下由系数重用正交匹配追踪（CoefROMP）算法计算得到精确的稀疏表示系数,再分别使用"2范数最大"和"加权平均"的规则融合稀疏表示系数和均值向量;最后通过重建得到融合图像。实验结果表明,相对于3种基于多尺度变换的方法和3种基于稀疏表示的方法,所提方法融合后图像在亮度、清晰度和对比度上都更优,客观参数互信息、基于梯度、基于相位一致和基于通用图像质量指标在三组实验条件下的均值分别为：4.1133、0.7131、0.4636和0.7625,字典学习在10次实验条件下所消耗的平均时间为5.96 min。该方法可以应用于临床诊断和辅助治疗。     

混合先验与加权引导滤波的图像去雾算法

目的 图像去雾是降低雾、霾、沙等低能见度成像环境对图像的退化影响,提高图像信息获取质量的过程。为了消除先验盲区,同时进一步提高去雾图像边缘细节的清晰度,提出一种混合先验与加权引导滤波的图像去雾算法。方法 首先改进大气光值估计方法,提高大气光值估计的准确性。然后利用混合先验理论求取双约束区域的大气透射率,一定程度上消除了先验盲区,提高了去雾算法的鲁棒性。最后利用加权引导滤波算法优化透射率图,提高了图像边缘细节的清晰度。结果 本文以通用去雾测试图像和小型无人机拍摄的雾天图像作为实验对象,通过对比分析4种组合步骤算法的复原效果,验证本文各步骤改进方法的合理性与整体算法的优越性。实验结果表明：混合先验理论改善了暗原色先验在明亮区域的失真现象和颜色衰减先验对浓雾处理上的不足,取得了较好的视觉效果;加权引导滤波改善了图像边缘模糊的现象,使复原后的图像边缘细节更加清晰;相较传统算法,本文算法视觉效果更好,去雾图像边缘细节更加明显,综合评价指标均值提升幅度较大。结论 针对有雾图像复原,通过理论分析和实验验证,说明了本文各步骤的改进具有一定的优越性,所提的算法具有较强的鲁棒性。