混合高阶全变差正则化的运动模糊图像盲复原

针对运动模糊图像的盲复原,提出一种基于混合高阶全变差正则化的盲复原方法。该方法首先采用shock滤波器从模糊图像中预测出清晰的图像边缘,并用多尺度策略实现对模糊核由粗到细的准确估计。然后根据自然图像边缘的稀疏特性,将全变差模型的保护边缘特性结合高阶全变差克服平滑区域阶梯效应的优势,对图像进行正则化约束,提出新的混合高阶全变差正则化模型。最后,利用分裂布雷格曼迭代策略对提出模型进行最优化求解。实验结果表明,提出的方法能够很好地保护图像边缘细节,同时有效地抑制平滑区域内振铃和阶梯效应的产生,获得高质量的复原图像。与近几年图像盲复原算法相比,不仅改进了复原图像的主观视觉效果,而且客观上提高了峰值信噪比。     

混合特性正则化约束的运动模糊盲复原

目的 为了提高运动模糊图像盲复原清晰度,提出一种混合特性正则化约束的运动模糊盲复原算法。方法 首先利用基于局部加权全变差的结构提取算法提取显著边缘,降低了噪声对边缘提取的影响。然后改进模糊核模型的平滑与保真正则项,在保证精确估计的同时,增强了模糊核的抗噪性能。最后改进梯度拟合策略,并加入保边正则项,使图像梯度更加符合重尾分布特性,且保证了边缘细节。结果 本文通过两组实验验证改进模型与所提算法的优越性。实验1以模拟运动模糊图像作为实验对象,通过对比分析5种组合步骤算法的复原效果,验证了本文改进模糊核模型与改进复原图像模型的鲁棒性较强。实验结果表明,本文改进模型复原图像的边缘细节更加清晰自然,评价指标明显提升。实验2以小型无人机真实运动模糊图像为实验对象,通过与传统算法进行对比,对比分析了所提算法的鲁棒性与实用性。实验结果表明,本文算法复原图像的标准差提升约11.4%,平均梯度提升约30.1%,信息熵提升约2.2%,且具有较好的主观视觉效果。结论 针对运动模糊图像盲复原,通过理论分析和实验验证,说明了本文改进模型的优越性,所提算法的复原效果较好。     

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。     

基于Besov空间的图像盲复原算法

针对Chan-Wong全变差正则化思想的不足,提出了一种Besov空间的图像盲复原算法.该算法用一个B11,1项代替BV项,采用交替最小化的思想在小波域上求解,将全变差盲复原中求解复杂的偏微分方程转化为简单的小波软阈值问题.实验结果表明:该算法不仅减少了全变差盲复原中出现的阶梯效应,而且运算时间大大减少.     

基于确定性约束和局部空间自适应正则化的图像盲复原算法

给出了一种用于图像盲复原的基于非负支撑域受限递归逆滤波（NAS－RIF）算法的改进算法。通过在代价函数中加入空间自适应的正则化项来改进算法的抗噪性能和复原效果，并利用迭代算法的中间结果，进一步精确寻找图像边界，有效地达到了保存边界并抑制噪声的目的。使用n步重新开始的共轭梯度法可以提高算法的收敛速度。由实验结果可以看出,对于信噪比较低的退化图像，改进的NAS－RIF算法具有更好的复原效果和稳定性。     

基于关键帧间矩阵约束的多帧湍流图像盲复原

针对传统多帧湍流图像复原耗时长及观测帧序列空间不齐时需匹配的问题,论文提出一种基于关键帧间矩阵约束的多帧湍流图像盲复原算法.该算法首先对观测序列自适应提取关键帧,然后在频域内分别构造估计原始图像和点扩散函数的代价函数方程,利用关键帧间矩阵约束指导点扩散函数复原,通过各向同性总变分模型约束指导图像复原,采用变量分离和增广...     

模糊图像盲复原的鲁棒自适应滤波算法

运动模糊图像盲复原是图像处理中的关键问题之一.由于模糊信息估计的复杂性以及图像噪声的影响,现有算法往往难以做到高质量的图像复原.为改善模糊信息估计的效果,提出一种基于自适应线性滤波的改进算法.首先在原有模糊信息估计过程中引入自适应动态线性滤波以抑制噪声影响,达到改善模糊信息估计结果的目的,同时可以起到调整优化目标的作用,使原问题变得较容易求解,从而获得高质量的模糊信息估计;在此基础上提出了改进的重定权值split Bregman迭代法,用于获得模糊信息后求解原始图像的过程中,进一步改善模糊图像复原的效果.实验结果表明,与3种现有的模糊图像盲复原算法相比,该算法能更准确地估计模糊信息,对多数图像复原任务具有更好的鲁棒性,能有效地用于运动模糊图像复原任务.     

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。     

林业运动模糊图像复原的融合正则化方法

林业机器人在林业环境中进行作业时,很容易因为滑动、地面障碍物的碰撞等原因发生小幅的无规律运动导致机器人相机采集的图像发生运动模糊,对后续图像信息提取造成很大的影响。针对这一问题,提出了林业运动模糊图像复原的融合正则化方法。先建立包含[L1/L2]范数正则项的代价函数,求解运动模糊核。再通过图像梯度先验正则项及稀疏正则项构建代价函数,对清晰图像求解。引入的[L1/L2]范数正则项及图像梯度先验正则项对稀疏表示正则项容易产生块效应的问题进行了弥补,因而获得了令人满意的效果。对人工合成的运动模糊图像和自然条件下真实运动模糊图像进行的实验验证了该算法的有效性。     

基于空间自适应正则化和Hopfield网络的图像盲复原方法

本文在研究空间自适应正则化和Hopfield神经网络图像复原算法的基础上,综合两者的优点,提出了一种退化图像的盲复原方案,先对退化图像利用SAR算法进行先验辨识,再利用基于连续函数的全并行自反馈改进Hopfield神经网络算法进行精确的复原。仿真证明,此方案的盲复原结果图像的质量有很大改善。     

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...     

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。     

强边缘提取网络用于非均匀运动模糊图像盲复原

基于深度学习的非均匀运动图像去模糊方法已经获得了较好的效果. 然而, 现有的方法通常存在对边缘恢复不清晰的问题. 因此, 本文提出一种强边缘提取网络(Strong-edge extraction network, SEEN), 用于提取非均匀运动模糊图像的强边缘以提高图像边缘复原质量. 设计的强边缘提取网络由两个子网络SEEN-1和SEEN-2组成, SEEN-1实现双边滤波器的功能, 用于提取滤除了细节信息后的图像边缘. SEEN-2实现L0平滑滤波器的功能, 用于提取模糊图像的强边缘. 本文还将对应网络层提取的强边缘特征图与模糊特征图叠加, 进一步利用强边缘特征. 最后, 本文在GoPro数据集上进行了验证实验, 结果表明: 本文提出的网络可以较好地提取非均匀运动模糊图像的强边缘, 复原图像在客观和主观上都可以达到较好的效果.     

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。     

采用双框架生成对抗网络的图像运动模糊盲去除

传统运动模糊盲去除方法需先预测模糊图像的模糊核,再复原清晰图像。而实际 环境中的复杂的模糊核使此方法不能在视觉上很好地减小实际图像和复原后图像的差异,且直 接将现流行的生成对抗模型应用在图像模糊盲去除任务中会有严重的模式崩塌现象。因此,围 绕去模糊任务的特点提出了一种端到端的生成对抗网络模型--双框架生成对抗网络。该方案 不需要预测模糊核,直接实现图片运动模糊的盲去除。双框架生成对抗网络在原有 CycleGan 基础上将其网络结构和损失函数均作出了改进,提高了运动图像盲去除的精度,并且在样本有 限情况下大幅度增强了网络的稳定性。实验采用最小均方差优化网络训练,最后通过生成网络 和判别网络对抗训练获得清晰图像。在 ILSVRC2015 VID 数据集上的实验结果表明,该方法复原 质量更高,且复原结果在后续目标检测任务中达到了更优的效果。     

基于自监督约束的双尺度真实图像盲去噪算法

现存的图像去噪算法在处理加性高斯白噪声上已经取得令人满意的效果,然而其在未知噪声强度的真实噪声图像上泛化性能较差.鉴于深度卷积神经网络极大地促进了图像盲去噪技术的发展,针对真实噪声图像提出一种基于自监督约束的双尺度真实图像盲去噪算法.首先,所提算法借助小尺度网络分支得到的初步去噪结果为大尺度分支的图像去噪提供额外的有用信息,以帮助后者实现良好的去噪效果.其次,用于去噪的网络模型由噪声估计子网络和图像非盲去噪子网络构成,其中噪声估计子网络用于预测输入图像的噪声强度,非盲去噪子网络则在所预测的噪声强度指导下进行图像去噪.鉴于真实噪声图像通常缺少对应的清晰图像作为标签,提出了一种基于全变分先验的边缘保持自监督约束和一个基于图像背景一致性的背景自监督约束,前者可通过调节平滑参数将网络泛化到不同的真实噪声数据集上并取得良好的无监督去噪效果,后者则可借助多尺度高斯模糊图像之间的差异信息辅助双尺度网络完成去噪.此外,还提出一种新颖的结构相似性注意力机制,用于引导网络关注图像中微小的结构细节,以便复原出纹理细节更加清晰的真实去噪图像.相关实验结果表明在SIDD,DND和Nam这3个真实基准数据集上,所提的基于自监督的双尺度盲去噪算法无论在视觉效果上还是在量化指标上均优于多种有监督图像去噪方法,且泛化性能也得到了较为明显的提升.     

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.     

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.     

针对图像盲去模糊的可微分神经网络架构搜索方法

为了解决设计图像去模糊神经网络依赖大量手工调参的问题,提出一种面向图像盲去模糊的可微分神经网络架构搜索方法。通过设计U型残差搜索空间,将去模糊网络的搜索过程分为9个搜索单元的搜索过程,降低了搜索的复杂度,并设计出一个基于随机游走和最近邻插值的算法,通过模拟相机运动轨迹的方式生成模糊核,进而生成足够的模糊图像用于训练。实验结果表明,该方法明显减少了人工调参的工作量,在GOPRO和Kohler数据集上搜索得到的网络,峰值信噪比相对于基准网络UNet分别提升3.10 dB和1.17 dB,并接近UNet的推理速度。     

基于变分的盲图像复原质量评价指标

盲图像复原过程中,图像质量评价至关重要. 通过分析重构图像质量与其总变分值之间的关系, 提出了用于图像复原的一种基于总变分(Total bounded variation, TBV)的图像质量评估方法, 并构建关系模型, 证明了原始清晰图像的总变分值在所有模糊图像中具有极大值, 且在所有重构图像的变分值中具有极小值. 通过分析, 得出结论: 当总变分取极值时, 基于所提度量方法, 可以获得更好的盲图像重构效果. 最后, 比较了原始清晰图像、模糊图像和重构图像之间的变分值, 计算机仿真验证了该方法的有效性和准确性.