一种基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法.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CN107749051A(43)申请公布日2018.03.02(21)申请号201710961387.0(22)申请日2017.10.17(71)申请人长沙全度影像科技有限公司地址410205湖南省长沙市高新开发区尖山路39号中电软件园一期9栋厂房4层402房(72)发明人张智福余思洋陈捷(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法(57)摘要本发明公开一种基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法。首先利用简单透镜拍摄模糊图像，并根据该模糊图像用盲卷积图像复原算法估计出简单透镜空间变化的模糊核，然后利用均值滤波方法对估计出的模糊核进行平滑，进一步提高所估计模糊核的精度。均值滤波能很好地消除拍摄过程中引入的图像噪声对模糊核估计精度的影响，在图像复原领域具有重要的研究意义。CN107749051ACN107749051A权利要求书1/1页1.一种基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：用简单透镜拍摄得到模糊图像；步骤二：基于拍摄的模糊图像，用盲卷积图像复原方法估计出简单透镜的空间变化模糊核；步骤三：用均值滤波方法对空间变化模糊核进行平滑，得到最终空间变化模糊核。2.根据权利要求1所述的基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法，其特征在于：所述步骤一中用简单透镜拍摄的模糊图像具体是指在静态情况下拍得的图像，不包括运动模糊、抖动模糊或散焦模糊的情况。3.根据权利要求1所述的基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法，其特征在于：所述步骤二中盲卷积图像复原算法为基于最大后验概率MAP的盲卷积图像复原算法，在最大后验概率模型下，盲卷积图像复原问题的统计学模型可以表述为：argmaxP(K,I|B)＝argmaxP(B|I,K)P(I)P(K)(1)其中，K表示简单透镜对应的模糊核；I表示清晰图像；B表示简单透镜拍摄的模糊图像；P(K,I|B)表示在模糊图像B已知条件下，与模糊图像B对应的模糊核和清晰图像分别为K和I的概率；P(B|I,K)表示如果已知模糊核K和清晰图像I，对应的模糊图像为B的概率；P(I)表示对原始清晰图像已知的先验概率；P(K)表示模糊核的先验概率。为计算方便，考虑到对数与乘积的转换关系以及对数函数的单调性，对式(1)左右两端分别取负对数：-logP(K,I|B)＝-logP(B|K,I)-logP(I)-logP(K)(2)则上述问题转化为能量最小化问题，左边的目标函数可以定义为：2其中，||K*I-B||表示数据拟合项；表示图像先验；||K||p2表示模糊核先验；λ1和λ2分别表示图像先验和模糊核先验的权重；P1和P2分别表示图像先验和模糊核先验的具体范数。4.根据权利要求1所述的基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法，其特征在于：所述步骤二中估计空间变化模糊核的具体方法是，将模糊图像划分成若干相同大小的图像块，用盲卷积图像复原方法分别估计出每个图像块对应的模糊核，再将所有模糊核拼接起来。5.根据权利要求1所述的基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法，其特征在于：所述步骤三中均值滤波方法具体是指对待处理的当前像素，求出当前像素和以当前像素为中心的周围邻域8个像素的像素值均值，并将该像素值均值作为当前像素的均值滤波结果，均值滤波方法的权系数矩阵模板如下式所示：2CN107749051A说明书1/3页一种基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法技术领域[0001]本发明涉及一种图像复原领域，具体指一种基于均值滤波的简单透镜空间变化模糊核平滑方法。背景技术[0002]近年来，简单透镜计算成像逐渐成为图像复原领域一个新的研究方向。简单透镜计算成像旨在利用前端尽可能简单的光学镜头结构结合后期图像计算方法，得到与单反相机等高端相机近似的成像质量。简单透镜计算成像能极大地降低镜头的光学设计成本，在图像复原和光学设计领域都具有重要的研究价值。简单透镜的镜头通常只包含一片、两片或者三片镜片，前端光学结构简单，除了外界因素，成像过程中镜片自身的像差和色差也会导致图像模糊，所以简单透镜计算成像的关键在于首先准确估计出简单透镜的模糊核，简单透镜的模糊核又称为点扩散函数PSF(PointSpreadFunction)。[0003]专利ZL.201410064041.7公开一种单透镜成像的快速PSF标定算法，首先对同一组类型的单透镜进行PSF，通过求取这一组PSFs的平均值得到此类单透镜的PSF模板F，然后再将该模板F作为后续PSF估计的迭代初始值，以减少PSF估计过程所需的时间。现有简单透镜模糊核估