一种简单镜头成像的多通道PSF标定方法.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CN106651812A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201710000600.1(22)申请日2017.01.03(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)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T5/50(2006.01)G06T7/80(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种简单镜头成像的多通道PSF标定方法(57)摘要本发明公开了一种简单镜头成像的多通道PSF标定方法，涉及图像复原技术领域，包括：提取彩色模糊图像的R、G、B通道图像；利用盲卷积图像复原算法分别估计R、G、B通道图像对应的PSF；基于每个通道的PSF对每个通道图像做去模糊处理；对每个通道单独做色散校正；将处理之后的R、G、B通道图像进行融合得到最终的清晰复原图像。本方法不同于传统方法对三个通道使用同一个PSF，分通道估计的PSF更加准确，去模糊效果更好，同时有效解决了色散在传统去模糊过程进一步加剧的问题，很好地提高最终图像复原质量。CN106651812ACN106651812A权利要求书1/1页1.一种简单镜头成像的多通道PSF标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：提取原始模糊图像的R、G、B通道图像；步骤二：用盲卷积图像复原方法分别标定不同通道的PSF；其中采用的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)其中，k表示简单镜头的PSF；i表示清晰图像；b表示由简单镜头直接得到的模糊图像；P(k,i|b)表示在模糊图像b已知的条件下，与模糊图像b对应的PSF和清晰图像分别为k和i的概率；P(b|i,k)表示如果已知PSFk和清晰图像对应的模糊图像为b的概率；P(i)表示对清晰图像已知的先验概率；P(k)表示PSF的先验概率；考虑到对数与乘积的转换关系以及对数函数的单调性，对上述公式左右两端分别去负对数：-logP(k,i|b)＝-logP(b|k,i)-logP(i)-logP(k)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：其中，表示数据拟合项；||▽(i)||p1表示图像先验；||k||p2表示PSF先验，λ1|和λ2分别表示图像先验和PSF先验在目标函数中的权重；步骤三：根据所标定的PSF分别对每个通道进行图像复原；基于步骤二中得到的PSF，分别利用非盲卷积图像复原算法对R、G、B通道图像进行去模糊处理，得到对应的去模糊图像；所采用的非盲卷积图像复原目标函数可以表述为：其中，k表示简单镜头的PSF；i表示清晰图像；b表示由简单镜头直接得到的模糊图像；表示数据拟合项；||▽i||1表示图像先验，其中▽i表示图像的导数；λ表示PSF先验在目标函数中的权重；步骤四：对每个通道进行色散校正；步骤五：将处理后的R、G、B通道图像合并成最终复原图像。2.根据权利要求1所述的简单镜头成像的多通道PSF标定方法，其特征在于，所述步骤五的R、G、B通道图像的合并直接在matlab软件中完成。3.根据权利要求1所述的简单镜头成像的多通道PSF标定方法，其特征在于，所述步骤二中λ1＝0.45、λ2＝0.55。4.根据权利要求1所述的简单镜头成像的多通道PSF标定方法，其特征在于，所述步骤三中λ＝0.8。2CN106651812A说明书1/4页一种简单镜头成像的多通道PSF标定方法技术领域[0001]本发明主要涉及到数字图像处理领域，特指一种简单镜头成像的多通道PSF标定方法。背景技术[0002]目前，单反相机在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。然而，为弥补单反镜头中镜片的几何畸变和像差，进一步提高成像质量，单反镜头的设计日益复杂，甚至包含数十个独立的光学器件。复杂镜头在提高成像质量的同时，也会增加镜头的体积和重量，导致镜头成本大大提高。近年来，随着计算摄影技术的发展，简单镜头结合后期图像复原算法正逐渐成为相机设计领域以及图像处理领域一个新的研究方向。[0003]简单镜头只包含一个镜片，受镜头像差和色散的影响，由简单镜头直接拍摄的图像是模糊的，而且边缘处存在色散，从而导致图像质量不高。需要首先标定得到简单镜头的点扩散函数(PointSpreadFunction，PSF)，PSF中包含简单镜头的像差等模糊信息，可用于后期的图像复原算法中。[0004]传统的PSF标定方法将彩色图像的三个通道作统一处理，即将彩色图像转换成灰度图像，通过标定得到一