水下模糊图像参数估计复原方法

针对不同的图像退化模型,分析了图像模糊的不同类型以及通过解卷积复原图像的各类方法,讨论了对应于不同模糊类型所适用的解卷积方法。在对水下图像复原前先采取去噪预处理较好地抑制了复原过程的病态问题,再利用拉东变换和傅里叶变换估计点扩展函数中模糊角度和模糊距离,实现了在缺少先验信息前提下的水下图像的复原,且相比于其他估计方法更加简便准确。实验结果表明:该方法能较为有效地复原水下模糊图像。     

基于多正则化约束的图像去运动模糊

针对图像去运动模糊问题的病态性,已有的方法通常引入对图像的正则化约束从而缩小解空间范围使其良态化,但单一的正则化约束并不能很好地估计点扩散函数和复原原始图像。基于此,本文提出一种基于多正则化约束的图像去运动模糊方法。首先,根据图像梯度符合重尾分布的特性,采用归一化的超拉普拉斯先验项作为对图像先验约束的正则项。其次,分析描述图像运动模糊的点扩散函数的内在特性包括稀疏性和连续光滑性;同时,采用点扩散函数自身的L₁范数保证其稀疏性并作为其中一项点扩散函数先验约束的正则项,采用Tikhonov正则化约束保证其连续平滑性并作为另一项点扩散函数先验约束的正则项,避免估计的点扩散函数中存在孤立的点。由于所建立的正则项虽然不可微但其是非严格凸函数,故引入辅助变量采用分裂法和交替求解法对所建能量方程进行求解,并利用小波软阈值公式求解辅助变量。本文方法对合成的运动模糊图像和实际相机抖动造成的自然模糊图像均进行实验,实验结果验证了该模型和求解算法的有效性和快速性。实验结果表明,本文方法提高了点扩散函数估计准确度,同时提高了复原图像质量,具有较好的复原效果。     

基于先验优化的一致性模糊盲复原算法

为了提高一致性模糊图像盲复原清晰度,针对复原过程中涉及的全变差模型先验约束问题,提出一种基于先验优化的一致性模糊盲复原算法.利用基于半高斯梯度算子的局部加权全变差模型提取模糊图像显著边缘,在去除噪声和纹理干扰的同时,可提高有利信息的保持能力;提出多尺度混合特性先验估计模糊核,增强了模糊核估计的准确性;利用非盲去卷积得到了清晰的复原图像.实验结果表明,相较其他算法,针对模拟模糊图像,所提算法的复原图像峰值信噪比平均提升约1.7%,结构相似性指数平均提升约19.1%;针对真实模糊图像,复原图像伪影更少,边缘纹理细节更加清晰自然,整体视觉效果更好.     

匀速直线运动模糊图像点扩展函数的识别方法

为解决图像复原中模糊函数即点扩展函数的估计问题,介绍了图像退化的一般模型,分析了匀速直线运动模糊的退化函数,并采用基于约束最小二乘复原算法的参数误差曲线法对运动参数进行估计。实验结果表明:该方法可以提高参数的判别精度,复原图像的视觉效果和峰值信噪比都有显著提高。     

基于角反射器成像点的SAR图像PSF估计方法

针对合成孔径雷达(SAR)图像复原中点扩散函数(PSF)估计困难的问题,提出了一种SAR图像PSF估计的方法.首先,分析图像中实地布设的角反射器点的成像分布形态,结合SAR成像原理中角反射器成像点目标的成像特性,提出了利用椭圆抛物面模型模拟成像时的PSF.给出了模型的方程及参数意义,推导了模型参数的求解方法.最后,将模型估计的PSF应用于SAR图像复原试验中,并与PSF盲估计复原结果进行对比.结果表明:椭圆抛物面模型估计的PSF复原结果优于PSF盲估计的复原结果,复原后图像质量得到了提高,模型估计方法可行.     

暗通道约束和交替方向乘子法优化的湍流图像盲复原

为提高湍流退化图像的复原效果,针对盲复原算法在最大后验概率框架下,使用梯度分布先验信息约束容易求得模糊平凡解的问题,提出了一种暗通道约束和交替方向乘子法优化的湍流图像盲复原算法。基于多尺度的思想,在每一层尺度上,对图像施加暗通道先验约束,对点扩散函数施加非负性约束和能量约束。对采用坐标下降法交替迭代估计当前尺度下的模糊核和图像,当达到最大尺度时,得到最终估计的模糊核。结合总变分模型,采用交替方向乘子法优化实现图像细节快速恢复。实验结果表明,新算法使用的先验信息约束,有利于得到清晰解,在总变分模型下能收敛到全局最优解,可以有效抑制图像复原过程中产生的伪迹,恢复出更好的目标图像细节。     

运动模糊图像的去卷积方法研究

针对成像过程中观测图像存在像素灰度信息丢失的情况,在分析此类图像的退化原理及建立其数学模型和离散化表达式的基础上,将最优化方法中的共轭梯度法引入图像复原过程中,提出基于共轭梯度优化迭代的非零背景运动模糊图像去卷积方法.实验表明,该算法复原效果良好,是一种有效的图像复原方法.     

模糊运动图像的异常动作轨迹矢量搜索方法

为了解决当前模糊图像异常动作轨迹的搜索方法忽略模糊运动图像成因,造成的图像复原不完整、效果差及搜索效率低的问题,提出模糊运动图像的异常动作轨迹矢量搜索方法.采用最小二乘法对模糊运动图像进行复原并提取复原图像中存在的关键像素点构建运动图像的样本库,再运用BDT算法结合图像样本库搜索异常动作轨迹矢量,完成模糊运动图像中异常动作轨迹矢量的搜索.实验结果表明,所提方法的图像复原效果好、搜索效率高.为相关的模糊图像异常动作轨迹的搜索方法提供参考.     

运动模糊图像的去卷积方法研究

针对成像过程中观测图像存在像素灰度信息丢失的情况，在分析此类图像的退化原理及建立其数学模型和离散化表达式的基础上，将最优化方法中的共轭梯度法引入图像复原过程中，提出基于共轭梯度优化迭代的非零背景运动模糊图像去卷积方法．实验表明，该算法复原效果良好，是一种有效的图像复原方法．     

联合正则化与低秩先验的自适应迭代盲图像复原

为改善运动模糊图像盲复原的效果,解决伪影显著、鲁棒性差、各尺度由于迭代次数固定而产生不利核估计的问题,提出一种联合正则化与低秩先验的自适应迭代盲图像复原算法。首先,利用l₀正则化先验的稀疏性估计中间复原图像和有效去除伪影,同时引入低秩先验抑制潜像恢复过程中的噪声干扰,提高模糊核估计的准确性;然后,针对多尺度迭代次数问题采用自适应策略,通过评估模糊核的相似性调整各尺度下的迭代次数;最后,用基于半二次分裂的交替优化策略求解本算法模型,利用非盲去模糊方法得到最终清晰图像。结果表明,本文算法能有效抑制噪声和伪影,鲁棒性好,并具有良好的复原效果。     

一种新的基于倒谱法和Richardson—Lucy算法的运动图像盲复原方法

运动图像的盲复原,一直是图像处理领域的难点,本文根据运动模糊图像特点,提出了一种鲁棒、高效保留图像细节和纹理特征的图像盲复原算法．在图像的复原过程中运用了基于最大似然函数的Richardson—Lucy滤波方法只需知道模糊类型,不需要其它任何先验知识,就能做到有效复原,适用范围广,能对线性匀速运动类型的模糊、振动模糊、旋转模糊都有效,鲁棒性好,抗噪能力强．     

先验信息辅助的运动模糊星图星点提取方法

星敏感器处于高动态环境时所拍摄的星图会出现运动模糊现象,这将会严重影响星敏感器的星点提取精度.针对上述问题,提出了一种基于先验信息直接对高动态环境下的运动模糊星图进行星点提取的方法.首先,利用惯性导航系统和星敏感器的姿态先验信息预测当前运动模糊星图上的星点粗略坐标,将其作为“种子”点进行局部区域生长而获得运动模糊星图上的星像范围;然后,基于惯性导航系统的角速度输出估算星像运动轨迹长度并利用质心法计算星点坐标,根据星像运动轨迹长度与质心法提取误差之间的关系建立运动模糊星图星点提取误差修正模型;最后,基于上述模型对星点坐标进行修正,得到精度较高的运动模糊星图星点坐标. 仿真结果表明,相比于先对运动模糊星图进行复原再提取星点坐标的方法,本方法不仅能保证高动态环境下星敏感器的星点提取精度和较好的抗噪性能,同时还能大大减少星敏感器对运动模糊星图的处理时间,这有助于保证星敏感器的数据更新率不受高动态环境太大影响.     

匀速直线运动模糊图像的退化数学模型试验研究

分析并建立了匀速直线运动模糊图像的退化数学模型，研究了点扩展函数的计算方法．结合汽车碰撞试验，对匀速直线运动造成的图像模糊进行了模拟和恢复实验，取得了令人满意的效果。     

一种运动模糊图像的快速恢复算法

根据运动造成的图像模糊的特点,建立了原始图像与模糊图像间的关系,在此基础上利用最大熵原理实现了对图像的快速恢复,得到较好的效果。由于仅对图像的局部进行处理,因此可以实现对图像的并行处理,从而可大大提高处理速度。     

An Underwater Image Bubble Noise Removal Method Based on Optical Flow

基于光流法的水下图像气泡噪声消除方法

李浩,陶建国,罗阳,邓立平,邓宗全

（哈尔滨工业大学 机器人与系统国家重点实验室,哈尔滨 150001）

中文说明：

对于水下机器人来说,准确地检测和定位目标物体是非常重要的。 然而,在许多情况下,由于存在气泡噪声,很难清楚地观察目标物体。本文提出一种基于光流法的水下图像气泡噪声消除方法。 首先使用LK光流算法计算图像背景的运动矢量并补偿背景运动。 然后,通过HS光流算法计算气泡的光流场,并通过二值化图像获得气泡存在的区域。 最后使用相邻的帧图像来修复气泡区域。气泡噪声去除实验结果表明,该方法可有效去除图像中的气泡噪声。

关键词：气泡噪声,光流法,背景运动,图像修复

     

基于数值保真项优化的TDI遥感图像复原方法

提出基于数值保真项优化的时间延迟积分电荷耦合元件（TDI-CCD）振动模糊遥感图像复原方法.针对时间延迟积分（TDI）退化图像点扩散函数（PSF）的空间变化性,根据成像平台颤振信息逐行构建模糊核.通过结合L1正则化和数值保真项优化,提出新的遥感图像去模糊方法,实现对TDI颤振图像的逐行复原.在基于最大后验概率（MAP）构建图像去模糊模型的过程中,将数值保真项扩展到二阶,以更好地保留图像细节.与传统的Richardson-Lucy（RL）算法、全变分方法相比,提出的算法去模糊效果明显.分析在不同积分级数和颤振频率下采用该算法复原后的图像的ssim,该算法体现出很好的普适性.