模糊图像盲复原技术研究.pdfVIP

摘要 摘 要 图像作为人们记录生活及感知世界的一种重要手段，不管在日常生活还是科 学研究上都具有非常重要的意义。通常人们使用相机获取图像时并非是一帆风顺 的。由于相机失焦、拍照过程中的抖动、相机本身的畸变及大气散射等诸多因素 均可造成图像的退化模糊；从而导致图像信息的丢失，影响人们的正常使用。随 着拍照设备数量的不断发展，图像模糊问题变的越加凸显，如何从模糊图像恢复 原始图像成为计算机视觉与图像领域的重要研究课题之一。图像复原技术即是根 据模糊图像的退化过程，力图从原理角度，恢复出原始图像的本来面貌的技术。 广泛的应用于军事、天文遥感、智能交通和安防等领域。 本文针对图像的模糊问题，首先分析了图像模糊的成因。在清晰图像模糊的 成因基础之上，力图从原理的角度，构建图像模糊退化的数学模型。然后根据图 像模糊的数学模型，分析图像盲复原技术中关键问题，即图像的模糊核估计和图 像去卷积。在图像模糊核估计问题中，研究发现当原始图像中的图像边缘小于模 糊核时，将不利于正则化模糊核的估计，为此本文提出一种基于 范数正则化 L 0 的模糊核估计方法。该方法以原始图像梯度稀疏以及模糊核稀疏性为先验知识， 采用对应梯度的 范数为正则项，有效避免了图像中的细小边缘对模糊核估计 L 0 的影响，从而提高模糊核估计的准确性。针对图像的去卷积过程，本文进一步采 L 用超拉普拉斯分布来近似图像梯度的重尾分布，并以图像梯度 范数为稀疏正 2 3 则项，采用最大后验估计的方法对模糊图像做反卷积，从而得到复原后的图像。 实验结果表明，与传统方法相比，本文方法能够更加准确的估计出图像的模糊核， 并有效地提升图像的质量，使其MTF(Modulation Transfer Function)得到较好的提 升。另外，在耗时方面，本文方法也具有明显的优势，特别是经C++代码改写及 并行化处理后，本文方法复原一张 512*512 大小的模糊图像仅需 5s，大大的提 升了算法在工程运用中的能力。 关键词：核估计；图像盲复原；去卷积；MTF I 万方数据 Abstract Abstract Images have great significance in daily life and scientific research, as an important means to record life or perception of the world. However, We often cannot obtain the desired clear images, because of the camera shake, out of focus, atmospheric scattering, and many othe