加强边缘感知的盲去模糊算法

目的 拍摄过程中,如果摄像机进行了错误的聚焦,就会得到模糊的图像,如何将模糊图像变得清晰成为一个亟待解决的问题。目前关于图像的去模糊方法多采用基于模糊核约束的卷积模型。但是由于实际应用中很难准确获取模糊核的信息,同时计算机也存在精度限制,计算结果与实际物理模型有偏差,因而去模糊的主要挑战为：如何精确地估计模糊核,以及如何在复原过程中减弱由于精度限制造成的振铃效应。方法 振铃效应是指图像的灰度剧烈变化处产生的震荡,类似于钟被敲击后产生的波状空气震荡。在图像复原过程中,此效应通常发生在梯度变化较大的边缘区域附近。本文对此进行研究,在去模糊过程中引入边缘信息作为约束条件,以改善模糊核的估计,并通过抑制边缘区域的反卷积,抑制图像复原过程中的振铃效应。算法主要分为如下3个部分：1）设计了适用于模糊图像的边缘提取算法;2）利用边缘信息设计了加强边缘感知的反卷积算法;3）提出并设计了安全检测子,以保证算法在边缘区域复原的完整性。结果 实验结果表明,在没有先验知识的情况下,本文方法可以较好地恢复图像细节,并有效抑制振铃效应。较之传统的去模糊处理算法,本文方法在性能上有较大提高。比如,相比于Chan、Krishnan以及Hu的方法,本文方法在峰值信噪比指标上分别提高了25.73%、3.52%和4.43%,在结构相似性指标上分别提高了7.67%、1.63%和3.59%。同时,与基于深度学习的方法相比,本文方法不依赖于数据集,鲁棒性更强。结论 本文方法可以较好地恢复图像细节,并抑制振铃效应,同时比深度学习方法适用范围更广。     

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。     

单图像盲去模糊方法概述

图像去模糊长期以来一直是计算机视觉和图像处理中的研究热点.由相机抖动、物体运动或失焦引起的运动模糊或焦点模糊图像会严重影响图像的使用和后续处理.传统的盲去模糊方法利用图像运动模糊产生的不同原因,可将运动模糊分为全局运动模糊和局部运动模糊.概述了近年来图像盲去模糊的方法和研究现状.在深度学习图像去模糊方法的基础上,总结了...     

局部加权全变差下的盲去模糊

图像去模糊是图像处理和分析中的基本问题之一,其本身是一个不适定问题,通常需要使用正则化方法来提高求解过程的稳定性.为了解决去运动模糊问题,从图像的局部特性出发,提出一种基于局部加权全变差(LWTV)的正则化方法,并给出了一种基于交替迭代的有效解法.针对非盲去卷积问题,为了克服传统全变差(TV)正则化方法的不足,以图像局部的变化信息为权值,在加大对图像中平坦区域的惩罚力度的同时,减小对图像中边缘区域的惩罚力度;针对模糊核估计问题,首先利用相对全变差(RTV)方法提取图像的显著性结构,然后利用显著性结构进行初步模糊核估计,再采用LWTV模型进行临时清晰图像估计,通过以上3步交替迭代获得最终的模糊核.实验结果表明,该方法可以在去除模糊及噪声的同时,很好地保持图像边缘并抑制振铃效应.     

基于稀疏表示和结构自相似性的单幅图像盲解卷积算法

图像盲解卷积研究当模糊核未知时,如何从模糊图像复原出原始清晰图像.由于盲解卷积是一个欠定问题,现有的盲解卷积算法都直接或间接地利用各种先验知识.本文提出了一种结合稀疏表示与结构自相似性的单幅图像盲解卷积算法,该算法将图像的稀疏性先验和结构自相似性先验作为正则化约束加入到图像盲解卷积的目标函数中,并利用图像不同尺度间的结构自相似性,将观测模糊图像的降采样图像作为稀疏表示字典的训练样本,保证清晰图像在该字典下的稀疏性.最后利用交替求解的方式估计模糊核和清晰图像.模拟和真实数据上的实验表明本文算法能够准确估计模糊核,复原清晰的图像边缘,并具有很好的鲁棒性.     

二次稀疏极端通道先验盲超声图像去模糊

模糊的超声图像经过极端通道先验去模糊后不够稀疏,导致极端通道稀疏约束可能不存在。因此,为了充分利用图像通道信息,通过增强去模糊后超声图像的稀疏性,提出一种二次稀疏极端通道先验盲超声图像去模糊算法。首先,给出了相关的理论证明和实验说明二次稀疏极端通道先验用于约束模糊超声图像的可行性;然后,充分利用暗通道和亮通道的先验信息,在交替迭代过程中采用半二次分裂方法估计中间图像和模糊核;最后,用傅里叶变换求得最终的清晰图像和模糊核。在超声图像集上的实验结果表明,本文提出的二次稀疏极端通道先验盲超声图像去模糊算法和其他超声图像去模糊方法相比更具可行性和优越性。     

应用自回归模型的条码图像盲去模糊算法

条码的解码景深是条码解码能力的重要评估指标.解码景深越长,对模糊条码的识别能力要求越高.该问题是一个典型的盲去模糊问题.本文结合条码的二值化特性,基于自回归模型,设计相应的优化函数和优化方法,提出条码图像盲去模糊算法Blind-TVDWSAR.通过仿真实验和实拍图像实验验证了所提算法的有效性.将该算法嵌入条码识读设备发...     

相机阵列多视角图像盲去模糊方法

提出了一种基于正则化方法的多视角盲去模糊方法,对相机阵列拍摄的一系列初始模糊图像进行图像恢复处理.该方法分为3个步骤:首先,基于光流算法对多个镜头获取的同一场景图像进行配准;然后,将配准图像运用多图盲去模糊算法估计出各自的模糊核;最后,根据估计出的模糊核采用非盲去模糊算法准确估计出各自的清晰图像.实验结果表明:相比对每一视角图像单独使用单图盲去模糊算法进行处理,多视角盲去模糊方法对噪声具有良好的鲁棒性;应用于自己构建的相机阵列系统拍摄的多视角图像,该方法在2种无参考图像指标NIQE和SSEQ下分别提高了4.20%和55.60%.     

基于正则化方法的图像盲去模糊

针对标准化稀疏先验的正则化方法估计复杂模糊核时的不准确性, 引入图像的预处理, 提出了一种图像盲去模糊的新方法。该方法将图像盲去模糊分为三个步骤：利用双边滤波器和冲击滤波器对图像进行预处理, 使得图像的噪声降低、边缘突出, 有利于模糊核的估计; 对预处理后的图像, 利用基于标准化稀疏先验的正则化方法估计模糊核; 根据估计出的模糊核利用TV正则化方法对图像进行非盲去卷积。采用快速迭代收缩阈值算法和快速总变分图像复原算法分别求解模糊核估计模型和图像非盲去卷积模型。实验结果表明, 针对单幅模糊图像, 该方法可以估计出准确的模糊核, 对噪声具有鲁棒性, 并且提高了图像复原速度, 具有较好的图像恢复效果。     

可学习高阶微分方程的图像盲复原

目的 图像盲复原是图像处理中的常见的重要问题之一,具有巨大的研究价值和广泛的应用。通常情况下,相机抖动,聚焦不准,环境噪声等因素都会造成图像模糊。由于图像盲复原需要同时求解模糊核和清晰图像,导致该问题是病态的而难于求解。现有的盲复原方法可以分为两大类,一类是基于最大后验概率来同时估计潜在图像和模糊核的方法,但是这样耦合在一起的方法由于先验条件和初值设置不恰当,常常会导致最终求得的是问题的平凡解,以至于盲复原的效果并不理想。另一类是基于变分贝叶斯来估计模糊核,这种方法通常是采用最大化强边图像的边缘概率,由此估计的模糊核鲁棒性较强,但是对潜在图像的强边条件要求比较高,计算复杂度和实现难度都较大。鉴于以上方法的优缺点,提出基于高阶微分方程学习的方法来实现图像去模糊。方法 借鉴传统的迭代演化方法和网络学习方法各自的优势,将网络学习到的特征（引导图像,卷积滤波器,稀疏测度）融入到高阶微分方程的演化过程中区,提出可学习的基于高阶微分方程的演化来模拟图像的演化过程。具体地,先用范数约束得到一个粗略的强边引导图像,然后将学习到的卷积滤波器和稀疏函数一起作用在当前的潜在图像上,得到一个关于图像的更好的梯度下降方向,将此作为微分方程演化的一个步骤,得到一个更为精炼的强边图像。最后用精炼的强边图像来估计模糊核。该方法可以通过先验知识和训练数据来有效地控制模糊核的估计,进而得到较为清晰的盲复原结果。结果 在图像建模层面上,用非盲复原的方法验证了本文提出的微分方程演化过程是可行的。通过和其他盲复原方法做对比,在不同的基准图像数据库上的定量的实验中,本文方法在数据库上的峰值信噪比,结构相似度分别达到30.30,0.91,误差率低至1.24;比其他方法的结果都要好,在时间上,虽然我们的算法不是用时最少的,但是和性能相当的本文的方法相比,本文算法时间消耗远比该算法少。在各种不同类型的模糊图像去模糊结果也表明了本文方法是有效的。结论 本文可学习的高阶微分方程去模糊的方法,能够有效地估计模糊核,进而更好地恢复出清晰图像。实验结果表明本文方法在各种场景中具有较高的灵活性,都能自适应地对图像去模糊。     

空间尺度信息的运动模糊核估计方法

运动模糊核的准确估计是实现单幅运动模糊图像盲复原成功的关键.但是,因为不能准确提取出有利的图像边缘以及简单的正则化约束项的设计,导致现有运动模糊核（motion blur kernel,简称MBK）的估计并不十分准确,存在瑕疵.因此,为了能够估计出准确的运动模糊核,提出了一种基于空间尺度信息的运动模糊核估计方法.首先,为了准确地提取有利的图像边缘,移除有害的图像结构,提出了一种基于图像空间尺度信息的图像平滑模型,实现有利图像边缘的准确快速提取;然后,从运动模糊核的内在特性出发,将空间域的L₀范数和梯度域的L₂范数结合到一起,提出了一种正则化约束模型,很好地保证了运动模糊核的稀疏平滑特性,并结合之前提取出的有利的图像边缘,共同实现运动模糊核的准确估计;最后,采用一种半二次性分裂的交互式最优化策略对提出的模型进行最优化求解.在客观的评价指标和主观的视觉效果上进行了大量实验,其结果证明所提出的方法能够估计出更准确的MBK和复原出更高质量的去模糊图像.     

图像运动模糊还原技术综述

图像作为人类信息交流的载体;包含大量信息元素;图像在获取过程中;会因相机抖动、物体位移等原因产生运动模糊;导致图像无法正确传递信息。图像运动模糊还原技术可将此类退化图像修复还原;是当前计算机视觉及图像处理领域的热点。通过模糊核是否已知将图像运动模糊还原方法分为两类;详细阐述了图像运动模糊还原的概念;归纳梳理了近年来图像运动模糊还原技术的方法及研究现状;总结了各方法的优缺点并对经典方法实验结果进行了对比;对模糊核估计及模糊数据集等关键问题进行了分析并对其发展方向给出了建议;最后对图像运动模糊还原技术发展趋势进行了展望。     

车辆运动模糊图像分块恢复的新方法

利用维纳滤波进行真实运动模糊图像恢复的过程中,振铃效应和局部恢复不理想的现象严重影响恢复结果,通过理论分析、实验对比以及研究真实运动模糊过程的特点,找出了问题发生的主要原因。提出采用人工边界补偿和分块恢复的方法来抑制振铃和局部不理想的现象,并给出了模糊参数与空间位置和速度的关系以及具体的分块策略。实验结果表明,所提出的边界补偿和分块恢复方法能很好地减少振铃效应,并保持整体图像恢复效果的一致性。     

Algorithm for the Removing Uniformed Motion Blur

Motion deblurring is one of the basic problems inthe field of image processing. This paper summarizes the mathematical basis of the previous work and presents a deblurringmethod that can improve the estimation of the motion blurkernel and obtain a better result than the traditional methods.Experiments show the motion blur kernel loses some important and useful properties during the estimation of the kernel which may cause a bad estimation and increase the ringingartifacts. Considering that the kernel is provided by the motion of the imaging sensor during the exposure and that the kernel shows the trace of the motion, this paper ensures the physical meaning of the kernel such as the continuity and the center of thekernel during the iterative process. By adding a post process to the estimation of the motion blur kernel, we remove some discrete points and make use of the centralizationof the kernel in order to accurate the estimation. The experiment shows the existence of the post process improves the effect of the estimation of the kernel and provides a better result with the clear edges.