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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

面向工业检测的图像快速去直线运动模糊方法

在基于机器视觉的工业检测中,由于受到传送带速度变化或曝光不足的影响,得到的图像有时会产生运动模糊,影响检测效果.为去除工业检测中的图像运动模糊,提出了基于R-L引导滤波的快速去直线运动模糊方法.首先对图像的模糊参数进行评估,使用图像的频谱图积分评估图像的模糊方向,使用微分自相关方法得到模糊图像尺寸;然后通过提出的R-L引导滤波方法快速去除运动模糊并抑制振铃效应,得到清晰图像.通过对工件图像去运动模糊的仿真,证明了模糊核估计的准确性;与TPKE和HQ比较,提出的去模糊方法在对噪声的鲁棒性和抑制振铃的效果更好.通过对不同速度、不同工件下实拍图像的去运动模糊实验,以及客观评价指标、去模糊前后尺寸测量的差异和运行速度证明了该方法在工业检测中的优势.实验结果表明:提出方法的R_(PSNR)和R_(SIMM)优于对比方法,在抑制振铃的同时保持了边缘的清晰;同时,提出方法对尺寸的测量影响也更小,在小尺寸的工件上具有优势,最大误差为0.31像素.     

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.     

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。     

块核范数的RPCA分解与熵权类稀疏的壁画修复

针对图像修复过程中,颜色纹理光学属性分离不彻底,以及在稀疏表示图像修复时字典设计单一,导致壁画图像修复结果易出现结构不连贯和模糊效应等问题,提出了一种基于块核范数的鲁棒主成分分析(robust principal component analysis, RPCA)分解与熵权类稀疏的壁画修复方法。首先,采用提出的基于块核范数的RPCA图像分解算法,将壁画图像分解为结构层和纹理层,利用块核范数进行纹理矫正操作,克服了RPCA结构纹理分离不完全的问题。然后,提出熵加权k-means方法对结构层图像进行聚类,构建得到稀疏子类字典,并通过奇异值分解和分裂Bregman迭代优化的类稀疏修复方法,完成结构层图像的重构。最后,利用双三次插值算法实现对纹理层图像的修复,将修复后的结构层和纹理层进行融合,完成破损壁画的修复。通过对真实敦煌壁画数字化修复,实验结果表明,该算法能够有效地保护壁画图像的边缘和纹理等重要特征信息,无论从视觉效果还是从峰值信噪比等定量评价方面,提出的方法修复效果均优于比较算法,且修复执行效率更高。     

基于粒子群优化算法的盲图像复原技术

针对高斯模糊及失焦模糊图像,提出利用粒子群优化算法鉴别模糊图像的PSF,再将鉴别后的PSF与模糊图像进行Wiener滤波复原,得到估测复原图像,并计算其目标函数值,判断图像是否清晰,决定粒子的演化方向。根据PSO的演化机制,经过N个迭代的计算,粒子最后会收敛在最佳解上,此时得到的估测复原图像最接近原始图像。仿真实验表明,本算法比其他复原算法具有更好的复原效果。     

贝叶斯框架下的总变分图像去噪算法

针对经典去噪模型易造成图像细节丢失以及确定性算法无法自动估计去噪过程中的未知参数等问题,提出一种新的图像去噪算法.该算法在贝叶斯框架下,用总变分模型（TV）和伽马分布分别刻画原始图像及未知参数的统计特征,并基于最大联合分布的推导,估计最优原始图像.总变分模型使最终的能量泛函非线性且不可微分,因此,引入迭代重加权最小二乘法（IRLS）,通过迭代的方式用加权的L2范数逼近L1范数来表示图像的统计模型.实验结果表明,该算法可有效去除图像的噪声,提升去噪速度,使所恢复的图像在实际视觉效果和信噪比等方面均优于其他同类算法.     

Improved Multi-channel Blind Image Restoration Algorithm for UWB Radar

The imaging problem of low signal to noise ratio (SNR) echo is very important for ultra-wide band (UWB) through-wall radar.An improved multi-channel blind image restoration algorithm based on sub-space and constrained least square (CLS) is presented and applied to UWB radar system to deal with this issue.The high resolution of radar image is equivalent to multi-channel blind image restoration based on the improved model of the through-wall radar echo.And a new cost function is proposed to the multi-channel blind image restoration by considering the concept of sub-space as the limitation of blur identification.The proposed algorithm has all advantages of CLS and sub-space,and converts the image estimation to alternating-minimizing the two cost functions.Experimental results prove that the proposed algorithm is effective at improving the resolution of radar image even at low SNR.