圖像質量評估的盲去模糊方法
2023-10-28 09:07:07
專利名稱：圖像質量評估的盲去模糊方法
技術領域：
本發明屬於圖像處理技術領域，具體地說是一種對模糊圖像進行盲去模糊方法，該方法可用於對各種未知模糊類型的模糊圖像進行去模糊。
背景技術：
實際生活中，由於觀測系統本身物理特性的限制，同時受觀測環境的影響，觀測圖像和真實圖像之間不可避免地存在著偏差和失真，稱之為圖像退化或圖像降質。圖像去模糊就是圖像退化或降質的逆過程。圖像去模糊是圖像處理領域的一類常見問題，因其重要性和艱巨性而成為一個研究熱點。圖像去模糊分為兩大類型圖像非盲去模糊和圖像盲去模糊。圖像非盲去模糊是指已知退化過程中的模糊核，再求清晰圖像，這類問題已經研究的非常純熟，現有很多技術可以得到非常清晰的解。圖像盲去模糊是指在不知道模糊核的情況下，從退化圖像中估計出原始圖像。由於可以利用的經驗知識比較少，圖像盲去模糊非常 困難，但是此類問題更符合實際需求，因而圖像盲去模糊問題成為現代研究的熱點。圖像盲去模糊方法分為參數法和正則法兩類。參數法，即模型參數法，就是將模糊核和真實圖像用數學模型加以描述，模型的參數需要進行辨識。在參數法中，典型的有先驗模糊辨識法和ARMA參數估計法。它們需要知道模糊核的具體形式，所以局限性很大。此外，它們還有計算量太大，解不唯一，以及估計算法往往不穩定、效果差等缺點。正則法是根據圖像的先驗信息來約束求解過程。正則法中比較經典的有是模擬退火方法，它假設圖像與模糊核是正性的，然後通過求解代價方程得到最終解。這種算法雖然不需要已知模糊核的具體形式，但是不夠穩定，輸出圖像容易有雜痕，而且很容易得到局部最優解而不是全局最優解。上述傳統的盲去模糊方法不但效果差而且在實際應用中不能很好的實現。目前，國際上提出了許多改進的方法。Dilip Krishman等人運用模糊核和圖像的先驗特性，用迭代求解的方式進行去模糊，該方法能良好的恢復圖像的邊緣信息。但是，恢復的圖像容易產生失真。Rob Fergus等人提出基於圖像梯度分布的貝葉斯方法,這種方法分析了圖像的梯度分布，用曲線對梯度分布進行擬合，先求出模糊核，再用經典的L-R迭代法進行圖像的非盲去模糊。這雖然在一定程度上能恢復圖像信息，但是因為採用了古老的迭代法進行求解，得到的去模糊圖像視覺效果不好，圖像也不穩定。Ayers和Dainty提出的基於單幀的迭代盲目去卷積方法。它用先驗知識來對圖像進行非負性限制，在每一次迭代中可以通過簡單的逆濾波得到圖像和模糊核的估計。這種方法在一定程度上能夠達到去模糊的目的，但是在頻域與時域的迭代中很容易產生圖像劃痕，影響了視覺效果。
發明內容
本發明的目的在於針對上述已有技術的不足，提出基於圖像質量評估的盲去模糊方法，以去除在迭代中產生的圖像劃痕，改善視覺效果。實現本發明目的的技術思路為利用圖像的先驗信息，在頻域與時域迭代的過程中求解圖像與模糊核，並對圖像進行質量評估，根據每次迭代中圖像質量評估的數值，輸出最優圖像，再對最優圖像進行後處理即可得到無劃痕的去模糊圖像。其步驟包括(I)輸入模糊圖像z ;(2)設置迭代標記k=l，迭代最大值kmax=45，圖像質量評估值Sk的初始值SO設置為1000，評估圖像yk的初始值y°設置為模糊圖像Z，模糊核Vk的初始值v°設置為高斯脈衝函數；(3)按照下列公式更新評估圖像yk
權利要求
1.一種圖像質量評估的盲去模糊方法，包括如下步驟 (1)輸入模糊圖像Z; (2)設置迭代標記k=l，迭代最大值kmax=45，圖像質量評估值Sk的初始值SO設置為1000,評估圖像yk的初始值y°設置為模糊圖像Z，模糊核Vk的初始值v°設置為高斯脈衝函數； (3)按照下列公式更新評估圖像yk:
2.根據權利要求I所述的基於圖像質量評估的盲去模糊方法，其中步驟(4)所述的對去噪後的圖像J:f進行歸一化處理，得到新的評估圖像乂，按如下公式計算
3.根據權利要求I所述的基於圖像質量評估的盲去模糊方法，其中步驟(10)所述的基於全變差的迭代方法對卷積後的圖像yB進行非盲去模糊，按如下步驟進行 IOa)輸入高斯函數H、評估最優圖像Yk和卷積後的圖像yB ； 10b)設置輸出圖像Fk的初始值F°為卷積後的圖像％，迭代誤差e設置為0.001，迭代索引k的初始值設置為I; IOc)按照下列公式計算輸出圖像Fk
全文摘要
本發明公開了一種圖像質量評估的盲去模糊方法，主要解決大多數圖像在迭代去模糊過程中產生的失真和劃痕問題。其實現過程為(1)將模糊核vk初始化為高斯脈衝函數，將評估圖像yk初始化為模糊圖像z，設置初始迭代索引k＝0，最大迭代次數為kmax；(2)求解圖像yk並對其進行去噪；(3)對圖像yk進行質量評估，如果質量評估值是當前最小值，則保存yk並設置為最優圖像yA，否則求解模糊核vk並對其進行去噪；(4)設置k＝k+1，如果k＞kmax，則進行步驟(5),否則返回步驟(2)；(5)用高斯函數H卷積圖像yA得到圖像yB，再用全變分迭代法對yB進行非盲去模糊得到最終的去模糊圖像F。本發明能夠恢復出清晰的圖像，減少振鈴效應和失真，並能修復在迭代過程中產生的圖像劃痕，可用於對各種模糊圖像進行盲去模糊。
文檔編號G06T5/00GK102750679SQ201210218310
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者季佩媛, 李婷婷, 李源, 梁衝, 焦李成, 王爽, 鄭喆坤 申請人:西安電子科技大學