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1、2015-2016年第一学期《数字图像处理》科目考查卷专业：通信工程班级：……任课教师：……姓名：……学号：……成绩：基于盲解卷算法的图像去模糊摘要：图像复原技术是图像处理领域中一类非常重要的处理技术，与图像增强等其他基本图像处理技术类似，也是以获取视觉质量某种程度的改善为目的，所不同的是图像复原过程实际上是一个估计过程，需要根据某些特定的图像退化模型，对退化图像进行复原。简言之，图像复原的处理过程就是对退化图像品质的提升，并通过图像品质的提升来达到图像在视觉上的改善。通常图像恢复方法均在成像系统的点扩展函数PSF已知
2、下进行，实际上它通常是未知的。在PSF未知的情况下，盲解卷积是实现图像恢复的有效方法。盲解卷积复原是利用原始模糊图像，同时估计PSF和清晰图像的一种图像复原方法，具体实现算法有先验模糊辨识方法、非参数限定支持域恢复方法以及ARMA参数估计方法等。该算法优点是，在对失真情况毫无先验知识的情况下，仍能实现对模糊图像的恢复操作。图像复原主要目的是改善给定的图像质量并尽可能恢复原图像。关键词：盲解卷积图像恢复图像处理盲复原15前言人类传递信息的主要媒介是语言和图像。据统计在人类接受的各种信息中视觉信息占80%，所以图像信息是十
3、分重要的信息传递媒体和方式。图像传递系统包括图像采集、图像压缩、图像编码、图像存储、图像通信、图像显示这六个部分。在实际应用中每个部分都有可能导致图像品质变差，使图像传递的信息无法被正常读取和识别。例如，在采集图像过程中由于光照环境或物体表面反光等原因造成图像整体光照不均，或是图像采集系统在采集过程中由于机械设备的缘故无法避免的加入采集噪声，或是图像显示设备的局限性造成图像显示层次感降低或颜色减少等等。因此研究快速且有效地图像恢复算法成为推动图像分析和图像理解领域发展的关键内容之一。光学、光电或电子方法获得的图像都会有
4、不同程度的退化，而且由于获得图像的方法不同，退化形式也是多种多样的。传感器噪声，摄像机未聚焦，物体与摄像设备之间相对移动，随机大气湍流，光学系统的相差，成像光源或射线的散射，摄像胶片的非线性和几何畸变等，这些因素都会使成像的分辨率和对比度退化。如果对退化的类型，机制和过程都十分清楚，就可以利用反过程把已退化的图像复原。但退化过程有的时候比较复杂，很难仅凭先验知识得到，所以经常会得到盲复原技术。15第一章图像退化模型图像复原处理的关键是建立退化模型，原图像f（x,y）是通过系统H及加入一个外来性噪声n(x,y)而退化成一
5、幅图像g(x,y)的模型如图1-1所示。噪性输入n(x,y)G+g(x,y)(x,y)++++H原始图像f（x,y）退化图像g(x,y)图1—1图像的退化模型图像复原可以被看成一个预测估计的过程，由已给出的退化图像g(x,y)估计出系统的参数H，从而近似地恢复出f（x,y），n(x,y)为一种统计性质的信息。为了对处理结果做出最佳估计，还应首先确定质量标准。系统H是由某些元件或部件以某种方式造成的整体，系统本身所具有的某些特性就构成了系统输入信号与输出信号的某种关系，这种联系从数学上可以用算子或者响应函数h(x,y)来
6、描述，因此图像退化过程的数学表示就可以写成个g(x,y)=H[f(x,y)]+n(x,y),其中，H[*]可以理解为综合所有退化因素的函数或算子。图像复原的过程，就是根据退化及原图像的某些知识，设计一个恢复系统p(x,y)，以退化图像q(x,y)作为输入，该系统应使输出的恢复图像f^(x,y)按某种准则最接近原图像f(x,y),图像退化与复原的过程如图1-2所示，其中，h(x,y)与p(x,y)分别称为成像系统和恢复系统的冲击响应。噪性输入n(x,y）退化图像g(x,y)P(x,y)G+g(x,y)(x,y)++++H
7、(x,y)原始图像f（x,y）复原图像f(x,y)图1-2图像退化与复原的过程15传统的恢复方法需要预先知道退化图像的点扩散函数（PSF），但实际应用中有许多退化图像的点扩散函数是未知的，盲解卷积复原就是在这种应用背景下提出的。盲解卷积复原是利用原始模糊图像，同时估计PSF和清晰图像的一种图像复原方法。具体实现算法有先验模糊辨识方法、非参数限定支持域恢复方法以及ARMA参数估计方法、基于高阶统计量的非参数法等。MTALAB提供了deconvblind()函数用于实现盲解卷积，该函数类似于加速收敛Lucy-Richard
8、son算法的执行过程，同时需要重建图像和PSF。deconvblind()函数与deconvblucy()函数一样，可以用于实现多种复杂图像重建修改算法，而这些算法都是以原始Lucy-Richardson最大化可能性算法为基础的。Deconvblind函数的调用格式如下：[J,PSF]=deconvblind(I,INITPSF)
