基于模糊核自适应提取的图像复原技术

摘要

图像拍摄过程中由于相机抖动或者拍摄物体与相机有相对运动等因素导致拍摄的图像模糊。拍摄瞬间的不可重现性，尤其是拍摄遥感图像和空间目标图像等重要时刻的难以重现性，使得模糊图像的复原技术成为一个重要的研究课题。本文研究非盲去卷积算法，根据不同应用场合提出三种方法提取模糊核，并对复原过程中的振铃效应进行抑制，得到分辨率明显提升的复原效果。
　　第一，由于非盲去卷积需要知晓模糊图像的模糊核，本文针对带有星空背景的空间目标图像、遥感图像和自然场景图像三种不同的应用场合提出三种有创新性的模糊核提取方法。方法一，针对带有星空背景的空间目标图像，采用维纳滤波对目标图像进行去噪，使用最佳的阈值分割方法提取出星点，根据能量最大原则选择最合适的星点作为模糊核；方法二，针对带有惯性测量单元（IMU）的遥感成像系统和空间目标成像系统，通过惯性设备如陀螺仪和加速度计获取设备在曝光时间内的运动参数，根据坐标映射变换得到模糊图像的模糊核；方法三，基于人机交互的模糊核提取方法，通过研究模糊核对图像结构的影响，交互地提取符合模糊信息的图像块，在先验知识的约束下通过一系列形态学处理如膨胀、腐蚀、细化等获得最佳的模糊核。
　　第二，对复原领域的一个重要难题—振铃效应进行分析，针对两类振铃提出了创新性的解决方法，其中基于边界扩充思想对图像进行扩展，实现了对边界振铃的抑制和消除；根据模糊图像与复原图像中平滑区域分布相似的特点，采用梯度分布约束，实现了基于平滑区域约束的RL改进算法，有效抑制了边缘振铃。
　　论文提出了三种模糊核的提取方法和抑制振铃效应的方法，并编程实现相关软件，通过实拍和仿真图像进行恢复验证，证实了上述几种方法的可行性和有效性。

目录

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目录

1 绪 论

1.1 背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 各章节内容安排

2 模糊图像复原理论模型

2.1 图像复原的理论知识

2.2 模糊图像的退化模型和复原模型

2.3 图像质量评价标准

2.4 本章小结

3 模糊核的提取和优化

3.1 基于星空背景的模糊核提取方法

3.2 基于惯性测量单元的模糊核提取方法

3.3 基于人机交互的模糊核的提取方法

3.4 本章小结

4 改进的RL算法

4.1 基于模糊核的图像复原算法

4.2 振铃效应的分析

4.3 基于边界扩充的振铃消除方法

4.4 基于平滑区域约束的RL改进算法

4.5 本章小结

5 复原实验及其质量评价

5.1 整体算法实现

5.2 复原实验

5.3 复原评价

6 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 问题与展望

致谢

参考文献