一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109859111A(43)申请公布日2019.06.07(21)申请号201811384103.7(22)申请日2018.11.20(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人许煜刘辉尚振宏李润鑫罗静(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书3页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法(57)摘要本发明涉及一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法，属于数字图像复原领域。本发明包括：将彩色图像转化为灰度图像；把的先验知识如暗通道，强度和梯度先验加入到的目标函数上；采用了半二次分离的方法解决求解目标函数中的非凸问题；对于得到的模糊核采用了非盲的方法去复原清晰图像。本发明方法提出了结合暗通道先验，强度先验和梯度先验知识的结合来有效的解决自然图像上的盲去模糊问题，应为对于自然图像来说，暗通道先验有很好的稀疏效果。而对于自然图像的一些边缘，强度先验又能很好的保留这些边缘。梯度先验对于在去模糊过程中的伪迹问题又能很好的去抑制。所以结合这些先验可以很好的复原自然图像，得到更好的清晰图像。CN109859111ACN109859111A权利要求书1/3页1.一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将需要进行图像复原的模糊图像转换成灰度图，之后将其转换为double类型，得到处理后的模糊图像y；步骤二：初始化模糊核k及干净图像x，并把选取的先验P(x)、初始化k、初始化x及步骤一得到的y，一起代入能量方程中求解出迭代后的解x；步骤三：将得到的x代入到一个最小二乘法中，用FFT方法求解出模糊核k；步骤四：判断是否达到最大迭代次数nmax，如果满足迭代中止条件，则输出最终的模糊核k；如果不满足迭代中止条件，则更新x和k，模糊核k按照设定规则放大，并顺序执行步骤二，步骤三和步骤四；步骤五：将得到的最终模糊核k代入非盲图像复原方法求出最终的清晰图像。2.根据权利要求1所述的一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法，其特征在于：步骤一中，选用的图像为彩色图像。3.根据权利要求1所述的一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法，其特征在于：步骤二中选取的先验P(x)包括以下几个先验1)强度先验，采用L0强度先验，则得到如下方程：PI(x)＝||x||0(1)上式的PI(x)表示图像x的强度先验，||x||0表示图像像素值的非零值个数，I表示强度；2)梯度先验，采用L0梯度先验，则得到如下方程：上式的表示图像x的梯度先验，表示分别对水平方向h和垂直方向v求偏导，xp表示图像x在p位置的像素，p表示像素位置，G表示梯度；3)暗通道先验，灰度图像的暗通道先验公式可以表示如下：上式的min(·)表示求·的最小值，z表示的就是像素的位置，o表示N(z)里的像素位置，N(z)表示的是中心是z的图像块；4)对1)-3)的先验信息做一个权重组合，则目标函数的先验知识就可以表示为以下式子：上式的表示图像x的梯度先验，PI(x)表示强度先验，D(x)表示暗通道先验，α，β，γ表示权重，表示x在梯度空间的干净图像；5)把上述先验代入基于MAP盲去模糊的能量方程中：公式中的min(·)表示求·的最小值，x和y分别表示干净图像和模糊图像，k是模糊核，*是卷积符号，δ是参数权重，是L2正则项。2CN109859111A权利要求书2/3页4.根据权利要求3所述的一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法，其特征在于：求解包含先验P(x)的基于MAP的能量方程(5)时，可以把其分解成两个子问题，关于x的子问题：和关于k的子问题：5.根据权利要求4所述的一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法，其特征在于：求解关于x的子问题，采取半二次分离来解决方程(6)的非凸性问题，引入中间变量u，g，d，其中：则式(6)就变成如下形式：上式的μ，ω，α，β，γ都是超参数，||·||0表示关于·的L0范数，可以通过对(11)式的x和(u，g，d)交替求解得到想要的解x，具体方法如下：把u，g，d都初始化为0，则(11)式变成如下形式：解得式(12)：上式的F-1(·)和F(·)分别代表了逆的FFT和FFT，表示FFT的复共轭，表示梯度，上式的其中和分别表示水平和垂直梯度。6.根据权利要求5所述的一种基于MAP方法的单幅图像盲去模糊方法，其特征在于：所述的步骤二中求解出最优的解x的具体步骤如下：Step2.1：初始化干净图像x和模糊核k，并把y赋值给x，同时初始化相关参数μ，和ω；Step2.2：通过将x代入(8)(9)(10)式得到的u，g，d；Step2.3：将得到的u，g，d，y和k带入到