一种盲卷积运动模糊图像复原方法.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CN106530251A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201610973795.3(22)申请日2016.11.03(71)申请人北京航星机器制造有限公司地址100013北京市东城区和平里东街1号(72)发明人徐圆飞张文杰何竞择(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人陈鹏(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T7/20(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种盲卷积运动模糊图像复原方法(57)摘要本发明一种盲卷积运动模糊图像复原方法。该方法包括如下步骤：S1：采集得到观测图像，使用微分滤波器对观测图像进行导数滤波，生成高频退化图像；S2:更新清晰图像；S3:采用迭代最小二乘法求解下式更新求解点扩散函数；S4:若点扩散函数的尺寸小于设定值，增大点扩散函数的尺寸，返回S2。否则，中止迭代。S5:根据S4得到的最佳点扩散函数和观测图像通过现有的非盲卷积方法，求解得到复原图像。本发明求解的点扩散函数稳定，从而抑制了噪声对恢复图像的影响，使得算法的模糊恢复效果显著、自动化程度高操作简单、执行速度快。CN106530251ACN106530251A权利要求书1/1页1.一种盲卷积运动模糊图像复原方法，其特征在于步骤如下：(1)采集得到观测图像g(x,y)，使用微分滤波器和对观测图像g(x,y)进行导数滤波，生成高频退化图像(2)更新清晰图像q：设置外迭代i＝0，1..M-1；内迭代j＝0，1...N-1；M、N均为正整数；λ为设定的正则化参数；t为设定的收缩阈值；qi为第i次外迭代后的图像；利用下式i经过两层迭代后，调整正则化参数λ'＝λ||q||2，得到更新后的清晰图像q；其中为外迭代i次、内迭代j次后的清晰图像；(3)采用迭代最小二乘法求解下式更新求解点扩散函数k：在迭代过程中，通过使用共轭梯度迭代，根据前一次的点扩散函数k更新计算新的约束权重ψ；根据最小二乘迭代法求出最终满足约束条件的点扩散函数k；(4)若点扩散函数k的尺寸小于设定值kmax，增大点扩散函数k的尺寸，返回步骤(2)交替更新清晰图像q和点扩散函数k；否则，中止迭代并进入步骤(5)；(5)根据步骤(4)得到的最佳点扩散函数k(x,y)和观测图像g(x,y)通过现有的非盲卷积方法，求解得到复原图像f(x,y)；其在频域上的求解公式如下：F(u,v)＝(G(u,v)-N(u,v))/(K(u,v)+e)其中，N(u,v)表示加性噪声，e为常数。2CN106530251A说明书1/4页一种盲卷积运动模糊图像复原方法技术领域[0001]本发明涉及图像中的信号处理技术，特别是一种盲卷积运动模糊图像复原方法。背景技术[0002]在用摄像机获取景物图象时，如果在相机曝光期间景物和摄像机之间有相对运动，那么往往会使得到的照片变得模糊。这类图象模糊称运动模糊，通过建立运动图象的复原模型来解决图象的复原问题是研究解决运动模糊的主要手段。如果考虑噪声的影响，运动模糊图象的退化模型可以描述为一个退化函数和一个加性噪声项n(x,y)，处理一幅输入图象f(x,y)产生一幅退化图象g(x,y)。[0003][0004]其中，h(x,y)称为模糊核或点扩散函数，表示卷积，f(x,y)表示原始清晰图象，g(x,y)表示观察到的退化图象。[0005]由于空间域的卷积等同于频率域的乘积，所以式(1)的频率域描述为：[0006]G(u,v)＝H(u,v)F(u,v)+N(u,v)(2)[0007]式(2)中的大写字母项是式(1)中相应项的傅里叶变换。[0008]运动模糊图象复原技术可以划分为两组：确定性的和随机性的。确定性的方法对于带有很小噪声且退化函数已知的图象有效。原始图象从退化图象的逆变换得到。随机性的技术根据特定的随机准则，即最小二乘方法，找到最优的复原。逆滤波、有约束的最小二乘法、维纳滤波和Richardson-Lucy迭代去卷积等恢复方法是图像复原中最基础最经典的方法。在这里我们回顾一下有约束的最小二乘法与Richardson-Lucy迭代去卷积。[0009]应用有约束的最小二乘方恢复方法时，只需有关噪声均值和方差的知识就可对每幅给定的图象给出最佳恢复结果。有约束最小二乘方法在无噪声或者噪声很小的情况下恢复效果比较理想，对于含有一定强度噪声的情况下，恢复效果也不令人满意。[0010]Richardson-Lucy算法是目前应用很广泛的一种图象迭代恢复方法。Richardson-Lucy算法能够按照泊松噪声统计标准求出与给定点扩散函数卷积后，最有可能成为输入模糊图象的图象。当点扩散函数已知但图象噪声信息未知时，也可以使用这种恢复方法进行有