基于估计点扩展函数值的湍流退化图像复原

提出了一种直接从湍流退化图像中估计湍流点扩展函数值的方法.本方法不再利用自然或人工向导星图像来测定点扩展函数,而是直接利用两帧连续短曝光湍流退化图像作为输入,在空域中对其进行适当的延拓,在频域中建立和选择关于湍流点扩展函数离散值的一系列计算方程.为了克服噪声的干扰,在点扩展函数的非负性和空间光滑性的约束条件下,将点扩展函数的计算问题转化为优化估计问题,通过极小化准则函数估计点扩展函数值,进而恢复退化图像.实验结果表明,本文方法十分有效,复原效果好.     

基于生成逆推的大气湍流退化图像复原方法

大气湍流是影响远距离成像质量的重要因素。虽然已有的深度学习模型能够较好地抑制大气湍流引起的图像像素几何位移与空间模糊,但是这些模型需要大量的参数和计算量。为了解决该问题,提出了一种轻量化的基于生成逆推的大气湍流退化图像复原模型,该模型包含了去模糊、去偏移和湍流再生成三个核心模块。其中,去模糊模块通过高维特征映射块、细节特征抽取块和特征补充块,抑制湍流引起的图像模糊;去偏移模块通过两层卷积,补偿湍流引起的像素位移;湍流再生成模块通过卷积等操作再次生成湍流退化图像。在去模糊模块中,设计了基于注意力的特征补充模块,该模块融合了通道注意力机制与空间混合注意力机制,能在训练过程中聚焦关注图像中的重要细节信息。在公开的Heat Chamber与自建的Helen两个数据集上,所提模型分别取得了19.94 dB、23.51 dB的峰值信噪比和0.688 2、0.752 1的结构相似性。在达到当前最佳SOTA方法性能的同时,参数量与计算量分别减少了20倍与1.8倍。实验结果表明,该方法对大气湍流退化图像复原有良好的效果。     

退化模型未知的图像复原方法

在退化模型未知的情况下对图像做复原处理时，主要有两种方法：一种是直接测量法，另一种是间接估计法。本文介绍了这两种方法，给出了一些较为典型的算法。     

基于多分辨率盲目去卷积的气动光学效应退化图像复原算法

为了有效地恢复气动光学效应退化图像．该文提出了一种基于两帧退化图像的多分辨率盲目去卷积复原算法．该算法在大气流场的光学退化模型未知的情况下,采用两帧退化图像数据来估计点扩展函数值．为了克服噪声的干扰,该文将点扩展函数非负性和光滑性约束转化为数学上可表达的惩罚项,融合到目标函数中,建立了一个基于各向异性调整的目标函数表达式,采用约束优化原理迭代估计点扩展函数值．同时,针对复原图像的快速需求,将多分辨率技术用在点扩展函数的最优估计和图像复原过程中,提出了基于图像多分辨率的盲目去卷积复原新算法．在微机上进行了一系列的图像恢复实验和对比分析,实验结果表明该文复原算法十分有效,在抑制噪声和提高复原速度方面取得了明显的效果．     

基于双重循环交替迭代的湍流退化图像复原

湍流退化图像复原是一个富有挑战性的世界性难题,在航天光电成像领域具有广泛的应用前景。为了从少数几帧湍流退化图像中将目标图像有效地恢复出来,提出一种新颖的基于双重循环交替迭代的湍流退化图像复原算法,建立了基于内外循环交替求解目标图像及各帧点扩展函数的迭代关系。在微机上进行了一些复原实验,实验结果表明该算法能用少数几帧图像获取目标图像和点扩展函数的最佳联合估计,证实了算法的可行性和实用价值。     

基于二次二维经验模态分解去噪的湍流退化图像复原算法

为实现大气湍流环境下的高质量成像,将自适应光学波前探测技术与数字图像处理技术相结合,并提出了一种基于二次二维经验模态分解去噪的湍流退化图像复原算法。通过在光学系统中使用哈特曼—夏克波前传感器探测波前信息,进而计算光学系统点扩散函数;然后使用改进的二次二维经验模态分解算法进行图像去噪,最后利用R-L算法实现对湍流退化图像的复原。通过搭建光学实验系统,对实际拍摄的湍流退化图像进行了复原实验。结果表明,该算法能够有效减弱噪声放大现象,得到更加稳定的高质量大气湍流退化图像复原结果。     

湍流退化图像并行校正方法

文章对湍流退化图像的双重循环迭代图像复原算法的计算流程进行了分析,将算法的串行计算模式转换为并行模式,提出了基于并行模式的多结点并行处理方法。成功地实现算法的并行计算模式到多结点结构的有效映射,对算法的程序代码进行了有效移植,在多结点系统上运行通过。实验结果表明,不仅提出的并行校正方法有效,而且提高了图像复原处理帧频数。     

一种基于倒谱相关特性的散焦模糊图像复原方法

由于设备环境、人为因素等诸多原因造成的散焦退化图像,在天文、交通、医疗等众多领域的实际应用效果受到较大程度的影响.针对散焦模糊图像的盲复原技术进行研究,以探索一种较好的散焦模糊图像盲复原方法.在退化图像的复原过程中,点扩展函数(Point spread Function)的参数估计最为关键.因此,文中提出的散焦模糊图像复原方法,基于频域倒谱及其相关特性.进行散焦模糊图像的PSF估计.通过仿真实验表明,该算法可以较为准确地估计出散焦模糊图像的模糊半径,实验证明了估计结果的准确性以及对模糊图像恢复的有效性.可以得出结论:利用倒谱相关性对散焦模糊图像进行肓复原,是一条切实可行的研究路线.     

基于多尺度生成对抗网络的大气湍流图像复原

大气湍流会导致图像发生畸变和模糊,为对单幅大气湍流退化图像进行复原,提出一种基于多尺度生成对抗网络（GAN）的图像复原方法。采用GAN框架,在生成器网络中添加多尺度注意力特征提取单元与多层次特征动态融合单元,从而提升模型的感受野范围。在此基础上,引入特征融合机制以实现湍流退化图像复原。实验结果表明,相比标准GAN、SIU-Net模型,多尺度GAN能显著提高图像的视觉质量,有效降低图像的模糊和几何畸变程度。     

一类离焦虹膜图像复原算法的研究

通常,虹膜识别系统中采集设备的景深(Depth of field, DOF)都很小,在采集过程中经常出现离焦现象,理论和实际应用都需 要研究这种离焦图像的复原方法.本文研究了一种点扩散函数 (Point spread function, PSF)为正六边形的示性函数的离焦虹膜图像复原问题. 通过分析PSF频域零点的分布规律,从理论上证明了距频域中心最近的第一圈零点的零点定理, 证明过程中也提供了计算这些零点的方法,在此基础上,给出了这一类离焦图像复原的快速算法. 实验结果验证了算法的有效性与实时性.     

离焦模糊图像的盲复原算法

针对离焦模糊图像,提出了一种盲复原算法。该算法首先利用Hough变换检测出离焦图像中的直线边缘,然后基于图像的空域统计特性和修正的Grubbs检验法,定位出阶跃或近似阶跃直线边缘,在此基础上自适应计算出线扩散函数,最后利用线扩散函数求取离焦模糊半径,进而用Wiener滤波完成了图像的复原。实验结果表明,对真实的离焦模糊图像,该算法能够准确地检测和定位出阶跃或近似阶跃边缘,提高离焦模糊半径的鉴别精度和图像的复原效果,已在实际刑侦取证工作中获得较为成功的应用。     

基于双正则化的图像超分辨率盲重建

图像超分辨率重建是利用数字信号处理技术由一系列低分辨率观测图像得到高分辨率图像。大多数重建算法假设成像系统的模糊特性也即点扩散函数(PSF)已知,然而实际的应用环境下PSF事先不知道或部分知道。为此,将未知PSF模型化,提出基于双正则化的图像超分辨率盲重建算法,并且正则化作用的强度随重建图像局部光滑程度的变化而自适应地改变,以便能保护图像细节同时抑制平滑区域的噪声。求解过程中采用交替最小化方法估计PSF参数和高分辨率图像,并随着迭代次数的增加逐步提高每次寻优的精度以节省计算开销。实验结果表明,该算法能够比较准确地估计出PSF参数并取得较好的图像重建效果。     

基于TVGA正则化的室内运动模糊图像恢复

针对室内环境下相机曝光时间长,被摄目标相对相机运动会产生图像模糊的问题,以室内服务移动机器人为研究背景,提出了一种基于Topkis-Veinott梯度法(TVGA)正则化运动的模糊图像恢复方法。此算法首先采用方向导数法估计出运动模糊方向,同时将图像运动模糊方向旋转至水平轴;然后采用自相关函数平均法确定运动模糊长度,并算出运动模糊点扩展函数(PSF);最后采用改进的TVGA最优化正则参数,进而恢复原始图像。与经典的Wiener法和两种正则化恢复方法进行的比较结果表明,用TVGA法正则化恢复的图像效果较好,不仅较接近原始图像,且易于实现。     

一种基于粒子群优化算法的图像盲复原方法

传统的图像盲复原算法通常采用模糊图像与复原图像的均方误差作为优化的性能指标.为进一步提高复原效果,结合反映人类视觉特性的Weber定律,提出一种改进的图像盲复原优化性能指标,并且采用双粒子群交替最小化进行求解,即在模糊辨识阶段,采用一个粒子群优化算法求解点传播函数;在复原阶段,采用另一个粒子群优化算法求解复原图像.仿真实验表明,提出的算法比以前的算法有更好的复原效果.     

基于交替迭代和神经网络的盲目图像恢复

提出了种盲目图像恢复模型：退化图像经傅立叶变换后在频率域通过交替迭代的方式分解出原始图像和点扩展函数,当大致估计出退化模型的点扩展函数的类型及其参数后,用基于Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络的方法进行精确恢复,以提高恢复质量．实验证明,这种恢复模型可以在未知点扩展函数的情况下取得较好的恢复效果．     

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.     

用于三维图像恢复的广义点扩展函数

采用传统的摄像系统点扩展函数恢复三维图像,往往不能得到满意的结果。文中提出一种新的概念－广义点扩展函数,取代传统的摄像系统点扩展函数,用于三维图像恢复。首先给出广义点扩展函数的定义,它等于物体和场景到摄像系统的点扩展函数与摄像系统的点扩展函数的券积。然后给出物体和场景到摄像系统的点扩展函数估计。最后还给出采用广义点扩展函数恢复三维图像的实验结果。实验结果表明,采用广义点扩展函数恢复三维图像,比采用