一种改进的 NAS -RIF 水下图像盲复原算法.pdf

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1、No．4微处理机第4期Aug．，2014MICROPROCESSORS2014年8月一种改进的NAS—RIF水下图像盲复原算法曲李虎，林善明(1．河海大学物联网工程学院，常州213022；2．河海大学传感网与环境感知重点实验室，常州213022)摘要：提出一种基于空域自适应加权因子的NAS—RIF图像盲复原算法，算法通过在原NAS—RIF算法代价函数中引入空域自适应加权因子，以改善图像复原的逼真和平滑。实验结果表明，改进后的算法信噪比改善增益可以提高2．39dB，复原后图像细节和清晰度有了一定程度的改善。关键词：图像复原；非负支撑域受

2、限递归逆滤波算法；加权因子；正则化；DOI编码：10．3969／j．issn．1002-2279．2014．04．020中图分类号：TP391．4文献标识码：A文章编号：1002—2279(2014)04—0062一o4AnImprovedNAS—RIFBlindImageRestorationAlgorithmQULi—hur．LINShan—ming’(1．InternetofThingsEngineeringCollege，HohaiUniversity，Changzhou213022，China；2．KeyLaboratory

3、ofSensorNetworksandEnvironmentalSensing，tlohaiUniversity，Changzhou213022，China)Abstract：ThispaperpresentsanadaptiveweighringfactorspatialNAS——RIFblindimagerestorationalgorithm，thecostfunctionspatialadaptiveweightingfactorisintroducedintheoriginalNAS—RIFalgorithmtoimprov

4、eimagerestorationrealisticandsmooth．Theexperimentresultsshowthattheimprovedalgorithmcanimprovethesignaltonoiseratioimprovementgain2．39db，andthedetailandclarityoftherestoredimagehaveimprovedtosomeextent．Keywords：Imagerestoration；Non—negativityandSupportconstraintReeursiv

5、eInverseFilteringalgorithms；Weightingfactor；Regularization感，复原效果通常不佳。1引言NAS—RIF算法的计算复杂度较低，具有较好经典的图像复原算法如维纳滤波、逆滤波等是的收敛性，而且复原算法仅需预知退化图像的支撑基于退化系统的点扩散函数PSF已知的前提下进域范围，其代价函数为凸函数l3J，可以保证解的唯行的，而在实际水下场景应用中退化系统的PSF是一性。但NAS—RIF算法在低信噪比时会带来噪声传感器、光学衍射、水下环流等因素共同作用的结放大现象j，从而导致图像复原效果不佳。

6、针对上果，通常无法获知，所以经典图像复原算法不适合应述缺点，提出一种基于空域自适应加权因子的用于此场景中。图像盲复原方法不依赖于图像的先NAS—RIF图像盲复原算法。验知识，也不需要准确预知退化系统的PSF，因而在2NAS—RIF原理简介实际水下场景中得到了广泛应用。目前最具有代表性的图像盲复原算法有迭代盲NAS—RIF算法是一种基于递归滤波器的盲复目反卷积u(IterativeBlindDeconvolution，IBD)、递原算法，算法模型如图l所示。图中，g(，Y)为退归逆滤波盲目反卷积算法(NonnegativityandSu

7、p—化图像，(，)，)是逆滤波器，Y)表示估计图像，portconstraintRecursiveInverseFiltering，NAS—NL是非线性函数，功能为约束图像的支撑域范围，RIF)。IBD算法缺乏可靠性，解的唯一性和算法收(，Y)是厂(，)满足NL约束条件在真实图像空敛性不能确定，而且对于PSF的初始估计值比较敏间上的投影，e(，Y)为厂(，Y)与(戈，Y)的差值。作者简介：曲李虎(1987一)，男，江苏连云港人，硕士研究生，主研方向：信号检测与处理。收稿日期：2013—10—284期曲李虎等：一种改进的NAS—RIF水

8、下图像盲复原算法·63·放大，从而导致图像复原效果不佳。而水下图像通常具有信噪比较低、噪声干扰严重、图像对比度较低，，，)ifAx，Y)oand(x，Y)∈D唧等特点，会加剧NAS—RIF算法的性能退化。如果(。)={0