基于APEX方法的湍流退化图像复原算法

在目标探测过程中,为了消除大气湍流带来的影响,提出了一种基于APEX方法的盲去卷积图像复原算法.该算法是一种非迭代的盲图像复原算法,以湍流退化系统具有G类点扩展函数为假设前提,通过模糊图像的频谱信息直接估计点扩展函数,并采用SECB方法实现目标图像的重建.本文对该算法的原理及其对湍流退化图像复原的可行性进行了深入研究,进行了真实的湍流退化图像的复原实验,其结果表明,该算法能够快速实现对湍流退化图像的重建,并具有一定的稳定性,能满足目标探测过程中的实时性要求.     

多区域参数估计实时图像盲复原

APEX图像盲复原技术(BIR)往往因算法速度过慢,不稳定或者输入参数过多而难以实时应用。针对这些限制,基于一般BIR过程中有一个非常重要的属性:降质图像与降质点扩散函数PSF尺度大小存在强不对称性,提出了多区域参数估计的方法,通过MAP理论证明了多次参数估计的合理性,并且通过实验说明了多次参数估计方法的可行性。通过多区域参数估计方法,提高了APEX算法估计参数的精度,进而提高其可用性。通过对仿真图像和实际的图像进行复原处理验证了算法的有效性。该算法速度快、稳定,可用于低噪声高斯类模糊图像实时图像盲复原。     

基于点扩散函数的散焦图像复原及其效果比较

针对已知的散焦图像数学模型,通过先估计点扩散函数(PSF),然后利用维纳滤波估计原始清晰图像的方法,探讨PSF、调制传递函数(MTF)的估计方法,具体包括边缘地物法、空间频率响应法、基于APEX方法的估计算法.结合复原图像的模糊度客观评价函数和主观视觉评价来判别各方法的优劣,结果表明:边缘地物法较优.     

改进的局部最小像素先验遥感图像盲复原算法

为了解决遥感图像盲复原时模糊核估计不准确、复原图像存在振铃效应的问题,提出改进的局部最小像素先验遥感图像盲复原算法。该算法首先引入极端通道先验与局部最小像素先验结合,对图像的强度进行更好的约束,有利于得到更好的潜在清晰图像;然后采用基于梯度的方法估计模糊核,模糊核估计与中间潜在清晰图像估计交替迭代进行,获得较为理想的模糊核;最后引入联合双边滤波器,采用改进的拉普拉斯与正则化图像复原算法抑制图像复原的振铃效应。实验结果表明,本文方法对遥感图像复原效果较好,恢复的图像边缘清晰,振铃伪影得到抑制且模糊核较为理想;客观评价指标峰值信噪比(PSNR)较前沿复原算法平均提高约1.40 dB,结构相似度(SSIM)平均提高约0.02。     

基于Radon变换的运动模糊方向估计的改进方法

为了有效地进行运动模糊图像的复原处理,研究了模糊图像点扩散函数(PSF)的两个关键模糊参数——模糊方向(角度)和模糊尺度的估计,重点研究了运动模糊方向的精确估计。针对模糊图像频谱中十字亮线对方向估计的干扰问题,给出了基于Radon变换的运动模糊方向估计方法的改进方法。该方法根据频谱图像中心条纹尺度信息,自适应调节形态学腐蚀算子的执行次数,有效克服十字亮线对检测精度的干扰,最后利用Radon变换得到运动模糊方向的精确估计。试验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

一种基于空间自适应的盲图像复原算法

针对非负有限支持域约束递归逆滤波（NAS-RIF）图像盲复原算法对噪声敏感问题，提出一种基于空间自适应的改进算法。利用最优阈值估计图像支持域，在代价函数中引入空间自适应加权因子和尺度因子，结合正则化技术对图像复原进行局部控制，并对不同信噪比和背景的图像进行了实验。结果表明，在较低信噪比情况下，改进NAS—RIF算法仍具有较好的复原效果，有效地达到了保存图像细节并抑制噪声的目的。     

基于Canny边缘检测的半盲图像复原算法

将成像系统的点扩散函数限定为二维高斯函数,在此基础上提出了一种新的半盲图像复原算法。该方法将Canny边缘检测引入图像复原领域,在选代过程中,首先对当前图像进行边缘检测,并根据检测结果更新模型参数和复原结果。由于在复原过程中将图像边缘与其他区域进行了不同处理,该方法可以在保持图像细节的同时抑制噪声。从仿真实验和实际显微图像复原两方面对此方法进行了验证,实验结果表明,该方法即使在高噪声级别下,仍能得到较好的复原结果。     

基于最小二乘准则的模糊估计和图像复原

在计算光学显微成像技术中,点扩展函数往往是未知的,且不易获取,从而给图像复原带来很大困难。基于最小二乘准则和最优化理论,提出了利用变尺度法的三维点扩展函数参数估计算法;针对传统EM算法存在复原效果细节丢失严重等问题,提出最小二乘共轭梯度三维图像复原算法。算法在点扩展函数参数估计和求解真实图像之间进行交替迭代,从而得到图像的最优估计。实验表明,新算法在较短时间内,能够较准确地估计出点扩展函数参数,并得到较好的复原结果。     

基于维纳滤波模糊图像复原算法的改进

简述维纳滤波复原算法原理以及维纳滤波的改进算法,通过仿真实验分别利用维纳滤波算法及其改进算法从不同角度对运动模糊图像进行复原,并对结果进行比较分析,事实证明维纳滤波改进算法能有效的消除图像复原中的振铃效应,达到比较满意的复原效果。     

空间变化PSF图像复原技术的研究现状与展望

空间变化PSF(Space-variant Point Spread Function,SVPSF)图像,即物空间各点的退化随位置的改变而改变的图像,由于其复原技术涉及到多个甚至海量PSF的提取、存储和运算,相对于空间不变PSF(Space-Invariant PointSpread Function,SIPSF)图像复原要困难得多.目前处理此类图像的主要方法包括空间坐标转换法,等晕区分块复原法,以减少数据存储量,降低计算量,提高收敛速度为目标的直接复原法等.本文回顾了这一课题的研究历史,对目前的研究工作进行了分析和总结,介绍了本实验室提出的结合GRM(Gradient Ringing Metric)评价算法的总变分最小化图像分块复原法,并提出了未来工作关注重点的展望.     

高斯型点扩展函数估计的最近邻算法

本文针对计算光学切片中的最近邻算法提出了一种改进算法.通过小波变换计算出高斯点扩展函数的方差值,再根据相邻图像成像及高斯函数特性,得出所需的高斯型层间点扩展函数.同时,文章还给出了两种高斯型层间点扩展函数方差的获得方式及获得过程,对最近邻算法中的加权因子的取值范围做出了讨论,对传统的最近邻算法做出了改进.实验表明,本算法能够更有效地复原符合最近邻要求的切片图像.在点扩展函数未知的情况下,复原效果要优于传统方法.     

基于Z变换匀速旋转运动模糊图像的快速恢复

从离散直观角度分析了由匀速旋转运动引起图像模糊的机理,通过Z变换方法,建立了由匀速旋转运动引起图像模糊的退化模型和恢复模型,并给出了快速算法。将运动模型扩展到任意形式的匀速运动,并给出了数学模型。通过计算机仿真实验,验证了算法的正确性、有效性和快速性。本文推导的是理想模型,没有考虑噪声的影响。     

Parametric blind deconvolution: a robust method for the simultaneous estimation of image and blur.

Blind-deconvolution microscopy, the simultaneous estimation of the specimen function and the point-spread function (PSF) of the microscope, is an underdetermined problem with nonunique solutions that are usually avoided by enforcing constraints on the specimen function and the PSF. We derived a maximum-likelihood-based method for blind deconvolution in which we assume a mathematical model for the PSF that depends on a small number of parameters (e.g., less than 20). The algorithm then estimates the unknown parameters together with the specimen function. The mathematical model ensures that all the constraints of the PSF are satisfied, and the maximum-likelihood approach ensures that the specimen is nonnegative. The method successfully estimates the PSF and removes out-of-focus blur. The PSF estimation is robust to aberrations in the PSF and to noise in the image.     

Angular motion point spread function model considering aberrations and defocus effects

When motion blur is considered, the optics point spread function (PSF) is conventionally assumed to be fixed, and therefore cascading of the motion optical transfer function (OTF) with the optics OTF is allowed. However, in angular motion conditions, the image is distorted by space-variant effects of wavefront aberrations, defocus, and motion blur. The proposed model considers these effects and formulates a combined space-variant PSF obtained from the angle-dependent optics PSF and the motion PSF that acts as a weighting function. Results of comparison of the new angular-motion-dependent PSF and the traditional PSF show significant differences. To simplify the proposed model, an efficient approximation is suggested and evaluated.     

基于深度强化学习的图像去模糊方法

目的为了有效地去除多种图像模糊,提高图像质量,提出基于深度强化学习的图像去模糊方法。方法选用GoPro与DIV2K这2个数据集进行实验,以峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)为客观评价指标。通过卷积神经网络获得模糊图像的高维特征,利用深度强化学习结合多种CNN去模糊工具建立去模糊框架,将峰值信噪比(PSNR)作为训练奖励评价函数,来选择最优修复策略,逐步对模糊图像进行修复。结果通过训练与测试,与现有的主流算法相比,文中方法有着更好的主观视觉效果,且PSNR值与SSIM值都有更好的表现。结论实验结果表明,文中方法能有效地解决图像的高斯模糊和运动模糊等问题,并取得了良好的视觉效果,在图像去模糊领域具有一定的参考价值。     

基于马尔可夫随机场的快速乘性迭代盲去卷积

提出了一种乘性迭代盲图像去卷积算法,该算法假定被估计的图像与PSF满足MRF模型.除了自动地保持非负性约束外,算法引入了一组新的具有抗噪功能的差分算子,该算子首先加权求和然后进行差分运算.交替最小化方法被用来将盲图像去卷积这一非线性反问题线性分解为交替的图像恢复步与PSF估计步.在交替迭代过程中,考虑到算法收敛较慢,一种称为向量外推的加速方法被采用.数值实验结果表明,本算法能快速地实现对降质的中巴地球资源卫星02B星高分辨率图像的复原,同时有效地保存了图像的细节边缘并抑制了噪声.     

一种利于工程应用的快速反卷积波束形成方法

针对传统的反卷积波束形成算法在处理宽带随机信号时计算量过大的问题,给出了一种利于工程应用的快速反卷积波束形成方法。利用不同频率阵列波束图的相似性,将宽带随机信号划分成非等间距的多个窄带,并在每个窄带取一个频率点的点扩散函数(Point Spread Function, PSF)进行反卷积的近似处理,极大地提高了反卷积波束形成的计算速度。通过在波束功率谱上进行边界扩展,解决了因 Richardson-Lucy(R-L)迭代算法带来的边界模糊问题,进一步提高了计算速度。仿真和海试结果表明,该方法相对于常规波束形成具有更高的分辨力、更高的处理增益和更好的旁瓣抑制能力;相对于传统反卷积波束形成计算速度提升了 50%以上。