1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
图像盲复原是仅从降质图像就恢复出模糊核和真实锐利图像的方法，由于其病态性，通常需要加入图像先验知识约束解的范围。针对传统的图像梯度 l2和 l1范数先验不能真实刻画自然图像梯度分布的特点，本文将图像梯度稀疏先验应用于单帧大气湍流退化图像盲复原中。先估计模糊核再进行非盲复原，利用分裂 Bregman算法求解相应的非凸代价函数。仿真实验表明，与总变分先验(l1范数)相比，稀疏先验有利于模糊核的估计、产生锐利边缘和去除振铃等，降低了模糊核的估计误差从而提高了复原质量。最后对真实湍流退化图像进行了复原。
自适应光学 稀疏先验 盲解卷积 分裂 Bregman adaptive optics sparse prior blind deconvolution split Bregman
1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
为进一步提高自适应光学系统的成像质量，本文针对目前广泛使用的盲解卷积，相位差法和斑点重建技术开展了深入研究；详细分析了以上三种技术的各自特点、应用场景和处理对象，并结合自适应光学系统的特点，有针对性的加以算法改进；实验采用自适应光学人眼视网膜细胞图像和自适应光学太阳黑子图像进行算法验证，结果表明经改进后的图像处理技术可以有效提高自适应光学图像的质量和分辨力，较好的满足了自适应光学系统对图像事后处理的需求。
自适应光学 图像重建 盲解卷积 相位差法 斑点重建 adaptive optics image reconstruction blind deconvolution phase diversity speckle imaging
1 电子工程学院脉冲功率激光国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 电子工程学院电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
激光反射断层成像是一种新型的远距离高分辨率成像手段。反射回波可以近似视作发射脉冲和目标反射系数投影分布的加噪卷积,因此发射脉冲的展宽将显著影响重建图像的分辨率。现有的滤波反投影方法不能有效解决这个问题,而脉冲压缩和解卷积可以从回波中还原目标反射率分布投影,进而提高重建图像质量。基于多角度测量的相似性,提出了一种多帧迭代盲解卷积逼近方法,对一维回波信号进行解卷积,并在实际激光雷达上进行了实验,重建结果表明,此算法能显著提高成像的分辨率和细节,并能对发射脉冲给出参考。
成像系统 反射断层 盲解卷积 脉冲压缩 成像分辨率
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
为解决传统光学显微镜样本上每一点的图像都受到邻近点衍射或散射光干扰的问题,研发了一套基于C# WinForm控制平台进行连续扫描方式的激光共焦扫描显微镜(LCSM)系统,并且成功地对生物细胞进行了扫描成像。针对共焦显微镜图像像质不高的问题,提出合理选取探测器针孔直径,并通过高斯低通滤波、盲解卷积的方法,确保实现高像质。实验结果表明,基于上述方法改进后的LCSM具有较高图像质量,该方法简单易行,便于实施。
显微镜 图像质量 高斯低通滤波 盲解卷积 microscope image quality Gaussian low-pass filtering blind deconvolution
周口师范学院计算机科学与技术学院, 河南 周口 466001
多帧盲解卷积算法利用多帧退化图像进行复原可以获得清晰原始图像和点扩散函数信息,受到了 很多研究学者的关注。目前大部分多帧盲解卷积算法都需要对多帧退化图像进行匹配预处理,消 除图像间平移引入的算法求解误差。利用频率内的多帧盲解卷积算法对未匹配的退化图像进 行处理,不需要进行预匹配处理,只需要对点扩散函数的支持域进行扩展就可以复原获取清晰化的 图像。利用傅里叶变换性质对该方法的可行性进行了说明。同时对该方法进行了数字仿真实验,复 原结果中的点扩散函数发生相对移动消除了图像间未匹配的影响,证实了本文方法的有效性。
图像处理 盲解卷积 点扩散函数 支持域 匹配 image processing blind deconvolution point spread function support domain registration
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
为提高图像盲复原处理效果，提出了经验法、拟合高斯点扩散函数法,以及符合Kolmogorov谱函数的初值选取方法等三种初值选取方法。引入泽尼克多项式参量化表示点扩散函数，应用极大似然迭代盲解卷积算法对模拟模糊图以及木星观测图进行了复原处理。计算结果表明，符合Kolmogorov谱函数分布的初值方法以及拟合高斯点扩散函数方法得到的图像复原结果较好。
图像复原 盲解卷积 泽尼克多项式 初值选取 image restoration blind deconvolution Zernike polynomials initial value choosing
1 中国科学院 光电技术研究所，四川 成都 610209
2 电子科技大学 光电信息学院，四川 成都 610054
3 中国科学院大学，北京 100049
4 四川大学 电子信息学院，四川 成都 610064
盲图像复原是在未知或不完全确知相关原始图像与成像点扩展函数的先验知识的情形下，利用所观测到的降质图像对原始图像和点扩展函数进行估计的一种图像处理方法。本文对近年来涌现出的主要盲图像复原算法进行了回顾，并根据相应的理论来源及相互联系将其划分为四大类，对各类复原算法及其改进算法进行了分析和讨论，为更清晰与深刻地认识和理解盲图像复原理论、解决实际图像降质问题提供参考。
盲图像复原 盲解卷积 图像处理 点扩展函数 blind image restoration blind deconvolution image processing point spread function
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量中国科学院重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为了提高外场实验中远距离测量激光光斑位置的精度, 提出利用盲解卷积技术对光斑图像进行事后复原来削弱大气湍流对光斑成像的影响。首先, 介绍了经典盲解卷积算法, 分析了其不足之处, 并提出了一种改进的盲解卷积算法。为了提高目标函数的收敛性和收敛速度, 在TV(Total Variation)目标函数加入惩罚项, 并对交替迭代法进行改进。然后, 用数学方法证明了改进的盲解卷积算法的收敛性。最后, 进行了仿真实验。与传统算法相比, 用改进算法恢复的图像信噪比至少提升了15%。文中给出了外场试验图像的实际复原效果。
图像复原 盲解卷积 TV算法 大气湍流 激光光斑 image restoration blind deconvolution Total Variation(TV) algorithm atmospheric turbulence laser spot
