多方向加权TV和变换域非局部正则化图像去模糊

针对传统全变差(TV)去模糊对噪声敏感且细节恢复能力有限等缺点,利用边缘检测对传统TV模型进行改进,并受空域非局部自相似性正则化思想启发,将图像的变换域非局部自相似性约束融入去模糊模型,提出一种基于边缘检测的多方向加权TV和变换域非局部正则化的图像去模糊方法.首先,运用边缘检测将中心像素邻域内的像素对划分为同侧像素对和异侧像素对,对不同类型的像素对采用不同的权重,在去模糊的同时尽可能保持图像边缘等细节特征;其次,为充分利用先验信息,将变换域非局部正则化约束融入到改进的TV模型,进一步改善图像视觉质量;最后,对新模型进行有效求解.实验结果表明,本文算法在去模糊的同时可更好地保留图像的边缘、纹理等细节特征.     

基于稀疏先验和相对总变分的图像盲去模糊

在图像盲去模糊中,从单一模糊图像估计模糊核是个严重不适定问题.文中提出了一种基于稀疏先验和相对总变分的图像盲去模糊方法.该方法用权值L0平滑方法自适应地提取图像主体结构,剔除图像噪声、细节和小尺度物体边缘等不利于模糊核估计的因素;用相对总变分方法解决稀疏先验作为正则项估计复杂模糊核所存在的不准确性;用超拉普拉斯先验的正则化方法进行清晰图像估计.实验结果表明,文中算法相对于现有的图像去模糊方法,所估计出的清晰图像具有较好的结构和较少的伪迹,图像复原效果好.     

多视点模糊图像复原方法研究

提出了基于多视点图像模糊核估计的复原方法.先给出了一种基于正则化保PSF路径的模糊核估计算法,将各向异性正则化方法引入模糊核估计的迭代过程中,在此基础上,为了降低噪声和保护图像边缘,又给出了基于保边缘的最大似然估计多视点去模糊方法.建立了多视点图像PSF路径之间的关系模型,确保多视点图像特征点对应关系.估计了两视点图像的PSF路径后,利用PSF路径对应关系,计算了其它视点图像的PSF路径.当获得所有视点图像的PSF路径和模糊核后,利用最大似然估计去模糊方法,得到了多视点去模糊图像.实验结果表明:该方法对多视点图像复原效果好,提高了三维重建精度.     

基于L_p稀疏正则的图像去模糊方法研究

在图像去模糊问题中,图像的模糊核估计是重中之重.通常图像的梯度服从重尾分布这一先验被广泛的运用于图像的模糊核估计中,然而受限于非凸优化的数值求解方法,人们往往采用图像梯度的L1范数或者L2范数来近似,从而构造出计算较为简单的凸优化能量函数来估计模糊核.为此,本文提出一种基于Lp稀疏正则的非凸优化的模糊核估计方法,该方法以服从超拉普拉斯分布的图像梯度的Lp范数为稀疏先验项,有效的提高了先验知识的准确性的同时增强图像的强边缘,抑制了细小边缘对模糊核估计的影响.在对Lp范数的数值求解问题中,本文采用GISA(generalized iterated shrinkage algorithm)可以简单且有效的求得任意p值下的最优解.实验表明与传统方法相比,本文方法有效地提升图像的质量,去模糊后的图像更加清晰.     

多尺度低秩图像盲去模糊方法

针对现有的大多数基于统计先验的单幅图像盲去模糊方法对图像纹理细节恢复效果不佳且存在振铃效应的问题,提出了一种基于逐块局部最大梯度先验和低秩先验的多尺度图像盲去模糊方法。为了恢复得到清晰图像,采用由粗到精的多尺度框架,通过灰度化与下采样操作逐层构建图像金字塔;在单尺度层面,将逐块局部最大梯度先验和低秩先验带入到最大后验概率框架中,利用交替方向乘子法与半二次分裂法估计出潜在图像和模糊核;结合超拉普拉斯先验与总变差L_2方法,对模糊图像与估得的模糊核进行非盲反卷积,获得清晰图像。在计算过程中,由于直接求解低秩项的计算代价很大,将加权Schatte-1/2范数约束的低秩项子问题转化为非凸权重L_(1/2)范数子问题,采用广义软阈值方法求得全局最优解。在基准数据集上的实验结果表明:与现有的经典图像去模糊方法相比,所提方法取得了更优的图像去模糊效果;在K9hler的合成数据集上进行图像去模糊后,平均峰值信噪比为30.06 dB,平均结构相似性为0.946 5,估计出的模糊核更加精确。     

一种改进的暗通道先验水下彩色图像复原算法

为了解决光在水下传播过程中能量散射和衰减所导致水下图像对比度较低、纹理细节模糊和颜色失真等问题,提出一种改进暗通道先验水下彩色图像复原算法,根据水下光线传播特性建立水下图像成像模型,将水下图像的去模糊和颜色校正相结合,应用改进的暗通道先验算法提高水下彩色图像的对比度,再通过白平衡颜色复原方法处理水下彩色图像,实现水下彩色图像的颜色校正.实验结果表明,本文算法能够提高水下彩色图像的对比度,有效恢复水下图像的颜色.     

基于显著性先验的自适应空可变图像去模糊方法

针对图像分块不够合理导致的模糊核估计不精确或计算量较大等问题,提出了一种从单幅空间可变模糊图像中自适应估计清晰图像的方法.首先,采用四叉树分解将空可变模糊图像进行自适应划分,按照模糊核的相似程度确保划分的不同图像块具有不同的模糊核.然后,对于每一个图像块,施加了一种显著性值先验来恢复潜在清晰图像,提取人眼感兴趣的重要部分能够更精确地估计模糊核,并且可以保留更多的图像细节.最后,采用加权窗函数对尺寸大小不同的相邻图像块进行拼接,得到去模糊后的复原图像.实验结果表明:在对空不变和空可变的模糊图像进行去模糊后,与目前的经典方法相比,提出的方法可以得到较好的图像恢复结果.     

联合新型分块稀疏表示和梯度先验图像盲复原

针对目前基于稀疏表示的图像盲复原算法计算量大且细节恢复能力有限等问题,提出一种新的图像盲复原方法.首先针对现有稀疏表示模型中重叠分块计算复杂度高的问题,提出一种多模式非重叠分块策略,在每种模式下独立求解复原图像,然后对各模式下复原图像求平均以消除"伪像";另外,用1 2l l范数作为稀疏性度量,将图像梯度稀疏先验融入基于稀疏表示的图像盲复原模型.最后,本文提出了联合新型分块字典稀疏表示和图像梯度稀疏先验的盲复原模型,采取迭代方法交替估计模糊核和待复原图像.实验结果表明,该方法在主观和客观评价下均取得较好的复原结果,并显著降低算法整体复杂度.     

基于RGB通道下模糊核估计的图像去模糊

图像去模糊旨在从受损图像中恢复出清晰图像。由于模糊过程未知,精确地估计出模糊核函数,成为得到清晰复原图像的关键。对于彩色图像来讲,现存的方法只考虑在灰度域估计模糊核。事实上,各个通道的色彩分量图所受到的模糊核函数的影响是不同的。为此,提出一种获得更加精确的模糊核的方法,利用彩色图像的3个色彩通道(RGB channels)代替灰度域分别进行模糊核估计,并将估计出的模糊核应用到基于细稀疏表示的复原模型中进行去模糊处理。仿真实验表明,提出的方法比目前的方法能够获得更好的图像复原效果。     

面向盲去模糊的选择性内核卷积混合连接编解码网络

针对运动模糊在空间上非均匀且模糊核未知的特点,提出一种选择性内核卷积混合连接编解码网络.为避免估计模糊核产生误差,该网络采用对称编解码的结构,以端到端的方式实现盲去模糊;为消除非均匀模糊,设计一种选择性内核卷积混合连接块,使用两个感受野不同的分支增强网络提高非均匀模糊特征的适应能力;同时,该模块融合了通道注意力机制,对多分支特征图进行校准,增强有效特征信息;此外,使用均方误差与感知损失作为联合损失函数引导网络模型的训练.实验结果表明,该网络能够有效去除图像模糊,恢复出图像的边缘结构和纹理细节.     

贝叶斯框架下的模糊图像盲去卷积算法

为了去除图像模糊的同时,保持图像边缘等细节信息,需要对原始图像和点扩散函数进行准确的估计.在贝叶斯框架下,基于总变分模型,建立原始图像和点扩散函数的先验模型,同步估计原始图像和点扩散函数.对于总变分模型不可微分的问题,在不影响速度的前提下,用迭代重加权范数算法处理该问题.基于共轭分布理论,提出以伽马分布作为未知参数的先验模型,准确估计参数.实验表明该算法在对原始图像、点扩散函数和参数准确估计的基础上,成功地解决了模糊图像的盲去卷积问题,算法的速度和效果都得到了改进.与同类算法相比,本文提出的算法具有一定优势.     

基于暗原色先验的低照度图像增强

低照度图像亮度低、对比度低、细节信息缺失,对后续处理造成不便。针对这种情况,提出一种基于改进的暗原色先验低照度图像增强算法。采用输入图像暗通道的最大值估计大气光值,并用输入图像暗通道替代用大气光值来归一化输入图像,以其暗通道估计透射率,提高了算法效率。对输入图像取反,得到一副类似雾化的图像,用暗原色先验去雾,将结果再次取反,得到增强图像。暗原色先验会放大图像噪声,引入导向滤波实现保边去噪。实验结果表明,算法能有效增强低照度图像,提高图像亮度、对比度和突出图像细节信息。     

利用中通道补偿的单幅图像去雾

针对雾天图像对比度低和细节模糊等问题,将图像分解为纹理层和结构层,对含有大部分雾气的结构层进行去雾,对纹理层进行增强.为了避免大气光估计易受白色物体影响,提出一种RGB空间立体判决图,并设计基于自适应阈值约束的大气光估计方法,可有效区分天空和非天空区域;针对暗通道先验处理大面积天空、浓雾区域失效问题,提出一种基于中通道补偿的透射率估计方法,可有效克服去雾后图像颜色失真;同时,基于侧窗导向滤波对上述透射率进行修正,能够较好地保持细节.实验表明,本文方法能有效去除雾气,去雾后图像颜色自然,细节保持良好.     

基于暗原色融合和维纳滤波的单幅图像去雾

针对在雾霾等恶劣天气下捕获的户外场景图像对比度降低、颜色失真等问题,对基于暗原色先验的去雾方法进行改进,应用小波变换将块暗原色和点暗原色进行融合后,得到新的透射率估计,并利用自适应维纳滤波细化透射率.同时提出了四分加权法重新估计大气光,使得大气光更具鲁棒性.实验结果表明,本文方法不仅能有效恢复清晰的无雾图像,而且能够大幅提升运行速度,便于实时应用.     

基于色调映射和暗通道融合的弱光图像增强

针对阴天或夜晚等弱光条件下拍摄的图像具有亮度低、对比度低和细节模糊等问题,提出了一种基于色调映射和暗通道融合的弱光图像增强方法.首先,根据弱光及其反转图像的特点,提出面向弱光图像的透射率估计方法,进而获得场景深度信息,并将其融入色调映射函数设计;同时利用暗通道图像区分光源区域,以修正色调映射函数参数,使其能够根据场景深度自适应调整图像亮度;另一方面,增强后的暗通道图可有效突出图像的细节信息,将经过色调映射后的V通道图像和暗通道图进行加权融合,得到最后的增强结果.实验结果表明,本文方法不仅显著改善图像亮度、增强对比度、恢复出更多的图像细节,还能有效去除块效应和晕轮伪影,视觉效果理想.     

基于暗通道的单幅图像雾天低能见度检测算法

针对传统能见度检测方法存在成本较高,需要人工标定等问题,提出了一种基于暗通道先验的单幅图像雾天低能见度检测算法.首先,基于暗通道先验得到图像透射率图,根据透射率图来初步判断图像是否处于低能见度范围;其次,计算图像三通道剩余能量比之间差异的加权平均值;最后,计算出图像能见度检测值.实验表明所提出的单幅图像雾天能见度检测算法能有效反映图像能见度.     

基于马尔科夫随机场学习模型的图像模糊核估计

为在图像模糊核估计中充分利用图像的区域特征和结构信息作为先验知识,提出一种基于马尔科夫随机场学习模型的模糊核估计方法.首先,由滑动的子窗口构成马尔科夫随机场的节点集,以每个子窗口的曲率方向能量滤波器的响应和边缘分布组成的特征向量作为模型的输入;然后,利用对数伪似然优化算法估计模型参数,在模型训练阶段,采用交叉熵相似性度量模糊核的相似性以标记训练样本;最后,利用置信度传播算法推测最优图像子块.运用所提方法对仿真和实际模糊图像进行实验,结果表明,该学习模型可以精确地估计模糊核,在主观视觉对比和客观评价方面均具有较好的效果,同时也具有较好的自适应性.与其他3种方法相比,模糊核相似度分别提高了1.55%,5.64%和7.02%.     

基于归一化曲率项的单幅运动模糊彩色图像盲复原

运动模糊图像的盲复原在现有的方法中多数针对灰度图像,而彩色图像是由多个图层耦合而成,将彩色图像转化为灰度图像过程中必然会造成信息丢失。针对彩色图像的去模糊问题,提出多尺度框架下,将曲率项对彩色图像的边缘保护特性和归一化的曲率项的正则化约束相结合,在彩色图像各个通道上由粗尺度到细尺度估计模糊核,采用多通道全变分模型(Multi-channel total variation,MTV)进行图像复原。为降低去模糊方程的求解复杂度,求解时引入快速分裂(Split Bregman)算法。实验结果表明,尽管曲率项会加大算法的计算量,但是复原后的图像细节效果更明显,质量更好。     

基于核偏差估计航天目标退化图像快速反卷积

提出了一种基于核偏差估计的航天目标图像快速盲反卷积算法,基于自然图像的梯度具有长尾分布的特点,引入超拉普拉斯先验,针对模糊航天退化图像模糊核估计不精确的情况,在概率模型里添加一个关于点扩散函数的偏差估计用于补偿已知点扩散函数和真实的点扩散函数之间的误差,以增加算法的鲁棒性.该算法不仅减少了反卷积过程中时间复杂度高的问题,而且相较于其他快速算法更能保证图像恢复质量.该算法与目前图像去模糊方法相比具有较好的性能,并且与传统梯度先验模型在频域求解相比,能有效抑制阶梯效应衍生的截断条纹.     

基于深度对抗网络和局部模糊探测的目标运动去模糊

目标运动场景去模糊问题是一个具有挑战性的病态逆问题,这是因为在动态场景中不同目标和背景区域可能会存在不同的模糊核.现有的基于能量优化的去模糊方法是将模糊图像分割成具有不同模糊度的多层图像,然后对不同的模糊层进行去模糊处理,然而其优化方案往往涉及迭代,耗时又烦琐.针对目标区域与背景区域可分离的模糊场景,结合传统的基于能量优化和基于深度学习方法的优点,提出一种基于深度对抗网络和局部模糊探测的目标运动场景去模糊模型,该模型由三个生成网络组成,用以建模潜在清晰图像、模糊核和模糊图像的权重变量.模型采用深度图像先验(Deep Image Prior,DIP)作为潜在清晰图像的正则化项,使用非对称跳跃连接自编码器生成潜在图像;采用全连接网络(Fully-Connected Network,FCN)生成模糊核.为了准确地获取模糊图像的分割结果,提出三条准则来指导权值变量网络结构的设计.实验结果表明,该方法同其他传统方法相比可以显著地提升重构性能,视觉效果更好.