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基于APEX方法的改进图像复原算法

1引言由于大气湍流扰动的影响,在成像探测过程中,目标图像的质量常常产生不同程度的下降,甚至导致目标形状的严重畸变,从而影响目标的探测精度。为了减少或消除大气湍流对目标探测带来的影响,众多国内外学者对湍流退化图像的复原进行了大量研究,也取得了许多的成就,盲图像复原[1]就是其中之一。大多数都是采用迭代的方式实现图像的复原,通常都比较耗时,因此很难满足实时图像复原的要求。为了节省图像复原的时间,满足实时图像复原的要求,一些学者对非迭代式的图像复原进行了许多研究,提出了许多行之有效的算法,APEX方法[2-5]就是其中之一。APEX方法是一种非迭代式的盲解卷算法。它以图像退化系统具有G类点扩展函数[6]为假设前提,从图像退化系统输出的模糊图像入手,采用模糊图像的频谱信息估计出系统的点扩展函数(PSF),然后采用一种经典的滤波方法实现目标图像的重建。现有的大量研究也已经表明,具有G类点扩展函数的退化系统广泛存在于各种应用领域,例如一些天...  (本文共4页) 阅读全文>>

《光电工程》2007年02期
光电工程

基于APEX方法的湍流退化图像复原算法

引言在目标探测过程中,常常因为大气湍流的扰动造成目标图像质量的下降,导致目标形状的严重畸变,从而影响目标探测的精度。由于大气湍流的复杂多变性,湍流退化的数学模型难以确切描述,因此,湍流退化图像复原变得相当困难,是国内外众多学者多年来一直想致力解决的问题。经过多年的发展,湍流退化图像的复原研究已经取得了不错的成就,在此期间,已经涌现出了许多新思路和新方法,盲图像复原就是其中之一。盲图像复原是指在图像退化系统的点扩展函数未知的情况下,通过一些点扩展函数和目标图像的先验信息,实现对目标图像的重建。总的说来,盲图像复原算法包括两类[1]:一类是将PSF的识别过程和恢复清晰图像的过程分开,先得到PSF再用一种现有的典型图像复原算法来获得原始图像的估计。这类方法对PSF和清晰图像的估计是分开的,这使得所需的计算量较小,例如先验模糊识别法;另一类是将PSF模糊辨识的过程和恢复清晰图像的过程结合起来,这类方法是同时估计PSF和清晰图像,因此算法...  (本文共5页) 阅读全文>>

《光电工程》2009年06期
光电工程

基于APEX算法改进的图像复原算法

0引言盲图像复原作为一个著名的世界性难题,是一个病态问题,由于噪声在实际成像系统中通常不可避免的存在,使这类问题的解并不连续地依赖观测数据,表现出解的不稳定。至今绝大多数盲图像复原技术本质上是迭代的[1],但是由于分析的困难,迭代盲图像复原算法的收敛性难以保证,常常出现局部收敛点或者出现发散,并且迭代算法通常比较耗时。为了满足实时图像复原的要求,在文献[2-5]中,Carasso针对点扩散函数为高斯类函数的降晰图像,提出了非迭代的APEX盲图像复原技术。APEX算法根据退化图像的频谱信息估计出系统的PSF,然后采用经典的复原算法进行复原。APEX盲图像复原技术已经在天文观测、航空探测、卫星探测、电子显微扫描、核磁共振成像和PET扫描等得到成功应用[2],因此APEX方法有广泛的应用前景。但是,在针对采用降晰图像频谱信息估计PSF时,文献[2]中建议使用水平过中心上直线上数据拟合得出。文献[5]使用降晰图像频谱内多条过中心的直线上...  (本文共5页) 阅读全文>>

四川大学
四川大学

宽场荧光显微镜中的三维图像复原研究

在生物科学研究中,荧光显微镜被广泛用于生物样本的三维观测。采用一般宽场荧光显微镜来获取生物样本的三维图像时,所得到的图像在轴向方向上会因为来自聚焦平面外图像的干扰变模糊,这个问题可以用激光扫描共焦显微镜LSCM(Laser Scanning Confocal Microscopy)来解决。但LSCM价格昂贵,系统复杂,且过强的激光容易对生物样本产生漂白现象。因此,怎样用一种算法去消除来自聚焦平面外图像的干扰就成为该领域人们研究的热点。目前,用于荧光图像复原的算法可以分为线性和非线性两大类。线性算法包括:最近邻、深度可变点扩展函数、逆滤波算法等。线性算法速度较快,在一定程度上改善了图像质量。非线性算法包括参数盲反卷积(PBD)、迭代盲反卷积(IBD)、最大似然盲反卷积(MLBD)算法等。非线性算法需要进行迭代运算,速度较慢,但其图像复原效果一般优于线性算法。本文针对线性算法和非线性算法都开展了一些工作,取得了一定的成果。文章分为三...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

《红外与激光工程》2005年06期
红外与激光工程

气动光学效应红外序列退化图像优化复原算法

0引言红外成像探测气动光学效应退化图像的复原校正是一个世界性难题,但在航天光电成像领域具有广泛的应用前景,对它的研究富有挑战性。在光线进入成像传感器窗口之前,大气湍流随机地干扰来自目标辐射的传播,使红外成像焦平面产生像点强度分布扩散、峰值降低、图像模糊和像素位置偏移及抖动等气动光学效应[1,2],给目标识别带来了很大的困难[2]。气动光学效应湍流退化图像复原的困难之处在于其点扩展函数是未知的[3]。湍流引起的图像模糊与常见的散焦模糊和运动模糊不同,它是一种随机模糊。传统的图像复原技术都是在光学点扩展函数已知的情况下进行复原的,即先确定退化图像的点扩展函数,然后再利用逆滤波或维纳滤波方法恢复图像。由于湍流对目标成像影响的复杂性,导致其光学点扩展函数难以测定,其形式随机多变很难用数学解析式来统一表述,这给图像复原带来了很大的困难。从气动光学效应湍流退化图像中有效地恢复出原目标图像,已经引起各国航天部门的特别重视[4]。由于湍流点扩展...  (本文共5页) 阅读全文>>

《计算机应用》2011年09期
计算机应用

基于暗原色先验的APEX图像复原算法

0引言在有烟、雾和沙尘等天气条件下,由于目标景物的反射光受到这些悬浮颗粒的反射、散射、折射等因素影响,照相机获得的目标景物能见度与对比度有一定程度的降低,导致户外监控系统、天文观测等视觉应用系统无法正常工作,如何有效地对天气降质图像进行复原成为人们研究的重点。受恶劣天气影响的图像,其低频分量得到加强,对比度降低,多数复原方法都是基于提高高频分量、提高对比度方面考虑的。从处理对象考虑主要分为三类:1)基于多幅图像输入的图像复原。此类方法需要输入不同天气条件下的多幅图像或者多种不同极化滤光片下的图像用于估计雾的深度信息[1-2],利用估计出的深度信息去雾。由于需要输入同一个场景的不同状态下的多幅图像,其应用场合受到限制。2)基于物理实现的图像恢复。这类方法需要改变图像获取装置或者需要人机交互操作[3],设备成本和复杂度高。3)基于单幅图像处理的方法。这类方法又可以分为三类:①基于滤波的复原方法。主要原理是采用一个高通滤波器对图像进行...  (本文共3页) 阅读全文>>