天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
为提升水下图像的视觉效果,提出了基于红色暗通道先验(RDCP)和逆滤波的水下图像复原算法。该算法首先简化Jaffe-McGlamery水下光学成像模型,在此基础上,利用RDCP消除水下成像过程中后向散射引起的图像雾化效果;然后结合各通道透射率图与光学传递函数的数学关系,采用逆滤波去除前向散射分量;最后采用基于高斯分布的线性拉伸提高图像对比度。使用该算法与几种主流的水下图像处理算法对多种水下环境拍摄得到的图像进行处理,并计算信息熵等客观评价指标。实验结果表明,该算法能够更好地平衡图像的色度、对比度及饱和度,视觉效果更接近自然场景下的图像。
图像处理 水下成像 暗通道先验 图像逆滤波 质量评价 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 021009
北京信息科技大学应用数学研究所, 北京 100101
聚焦扫描成像模型作为一种有效的计算成像手段，可以实现大景深拓展。从模糊函数理论出发，提出聚焦扫描的逆滤波计算成像模型，并对景深拓展性能进行分析。根据光学系统模糊函数与光学传递函数的关系，利用聚焦误差推演出聚焦扫描成像的光学传递函数。对光学传递函数的近似三维空间不变性给出理论分析，并基于此光学传递函数建立聚焦扫描的逆滤波计算成像模型。以具体成像模型为例，利用HOPKINS判据，分析了不同扫描范围对该成像模型景深拓展性能的影响。通过数值模拟验证了聚焦扫描成像光学模型传递函数的正确性；利用逆滤波方法对扫描范围分别为0.09,0.18,0.36 mm的聚焦扫描成像模型进行计算成像，并对成像效果进行了分析比较。结果表明:聚焦扫描成像模型可以实现景深拓展；随着扫描范围增加，景深拓展性能提高。
成像系统 聚焦扫描 计算成像 模糊函数 逆滤波 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 071103
浙江农业商贸职业学院基础教学部,浙江绍兴 312088
结合非下采样轮廓波变换( NSCT),提出了一种红外图像改进非局部均值滤波算法( Improved Non-local Means Filtering,INLMF).该算法首先对红外噪声图像进行多尺度 NSCT变换,其次分别从相似图像块自适应划分方法以及滤波权重计算方法 2个方面对经典非局部均值滤波算法进行适当改进,将改进后的非局部均值滤波算法( INLMF)应用于处理高频分解系数,然后将滤波后的高频分解系数与低频分解系数进行重构,得到去噪后的图像,最后对去噪后图像采用非负支撑域有限递归逆滤波(Non-negativity and Support Constraints Recursive Inverse Filtering,NAS-RIF)算法进行图像复原,以尽可能消除因滤波造成的图像失真.测试结果表明,本文算法滤波效果优于 NLMF及其已有的改进算法.
红外图像处理 非下采样轮廓波变换 非局部均值滤波 非负支撑域有限递归逆滤波算法 infrared image processing nonsubsampled contourlet transform non-local means filtering non-negativity and support constraints recursive i
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
针对原始非负支撑域受限递归逆滤波(NAS-RIF)算法存在的缺点, 提出了一种自适应的NAS-RIF图像盲复原算法。首先, 在NAS-RIF算法的代价函数中加入正则化约束项和空域加权因子, 通过自适应地调整正则化参数和空域加权因子来改善算法的抗噪性能, 并确保复原的逼真和平滑。然后, 在算法的每次迭代中, 采用图像分割技术找到准确的目标支持域, 并用背景的平均值取代非均匀背景。最后, 利用N步重置共轭梯度法优化代价函数, 加快了算法的收敛速度。在不同信噪比条件下对两种模糊图像进行了实验, 结果显示, 采用本文算法得到的信噪比增益(ΔSNR)分别为6.315 3 dB和8.910 6 dB, 表明该算法具有较好的噪声抑制和边缘细节恢复效果。对低信噪比的退化图像, 本文算法也能得到更好的复原结果。
图像盲复原 非负支撑域受限递归逆滤波算法 正则化技术 图像分割 N步重置共轭梯度法 blind image restoration Non-negativity and Suppor constraint Recursive Inv regularization technique image segmentation N-step-restart conjugate gradient routine
上饶师范学院物理与电子信息系，江西上饶334001
基于衍射成像理论，用洛默尔函数得到仅有场曲的像点的光强分布积分式，进而得到像面对高斯面的偏离误差——场曲的解析式，结合模拟实验，探讨了无像散场曲和无像散像点的光强分布，分析它的三维形态图、斯特列尔比、逆滤波场曲校正等，所得结果有利于衍射成像理论与技术的应用。
场曲 波像差 光强分布 斯特列尔比 逆滤波 field curvature wavefront aberration intensity distribution Strehl ratio inverse filtering
1 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安 710119
2 中国科学院光电研究院， 北京 100190
在哈达码变换成像光谱仪中，哈达码解码是非常重要的，其中噪声对解码又带来一定的影响.介绍了哈达码变换成像光谱仪的基本原理，在此基础上重点分析了用逆滤波法对哈达码解码的算法.在实际的成像过程中，由于会不可避免地引进噪声，通过分析，初步研究了高斯模糊噪声对哈达码解码算法的影响，并给出了计算机仿真结果，对于进一步研究哈达码解码算法具有重要意义.
哈达码 逆滤波法 噪声 计算机仿真 Hadamard inverse filtering method noise computer simulation
重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
提出了一种将自适应正则化方法与非负支撑域递归逆滤波(NAS-RIF)算法相结合用于小波域的盲图像复原算法。该算法先对降质图像进行小波分解,得到了图像在不同子频段的信息。在各个子频段采用NAS-RIF算法进行复原。针对各个子频段内图像的频率和方向特性,分别引入了不同的正则化约束项。在各个子频段估计出噪声方差,提出了根据噪声方差和图像局部方差来选取正则化参数。分别对两幅模糊图像进行了仿真实验,复原结果取得的信噪比分别为19.66 dB和23.86 dB。实验结果表明,复原效果相对于空间自适应正则化方法有一定的提高。
图像处理 盲目图像复原 非负支撑域递归逆滤波(NAS-RIF)算法 小波变换 正则化
针对目前常规器件构成的4f 信息光学系统空不变性能不足的问题，为在现有条件下对4f 信息光学系统使用逆滤波方法现实去噪提出一种改进方法。该方法利用光学系统的并行优势，通过一次光学实验获取所有输入点扩散函数的组合信息——系统的阶跃响应，再利用线性性质对输出图像进行逆滤波去噪。实验结果表明，该方法在现有常规器件条件下实现了逆滤波，能明显改善4f 系统输出图像质量并很好的保留凸显细节信息，并且不增加光学试验的复杂度和时间，同时还可以降低后期逆滤波算法的复杂度，节省计算时间。
信息光学 4f 系统 阶跃响应 去噪 逆滤波 information optics 4f system step function response denoising inverse filtering
重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
在原非负支撑域递归逆滤波(NAS-RIF)算法基础上,提出了一种基于空间自适应和正则化技术的改进的盲图像复原算法。该算法在原NAS-RIF算法的代价函数中引入两项空间自适应加权项,分别用来确保图像复原的逼真和平滑。自适应加权项可根据观察图像的局部特性和噪声方差求得;加入正则化项,则用于抑制噪声。提出了根据观察图像来估计噪声方差的方法,不需要知道噪声方差的先验条件,采用共轭梯度算法来进行求解。对3幅不同背景和不同信噪比的图像进行了仿真实验。实验结果表明:采用改进算法得到的信噪比增益(ΔSNR)比原算法分别提高了0.207 3 dB,1.023 9 dB和2.862 8 dB,取得了更优的图像复原效果。
盲图像复原 空间自适应 正则化 非负支撑域递归逆滤波 噪声方差估计 blind image restoration space-adaptive regularization Nonnegativity and Support constraint Recursive Inv estimation of noise variance 光学 精密工程
2008, 16(11): 2263
1 湖南科技大学,机械设备健康维护省重点实验室,湖南,湘潭,411201
2 武汉理工大学,机电工程学院,湖北,武汉,430070
在微操作中,显微视觉系统获取的图像通常是离焦模糊图像.根据最小二乘原理和回归模型设计自适应滤波器,用于消除图像噪声,提高图像的信噪比;离焦模糊图像的退化模型可用圆盘函数描述,利用模糊图像频域的零点位置来估计圆盘函数的模糊参数;采用基于简化Wiener滤波的逆滤波器方法对模糊图像进行复原.对算法进行了仿真和实验分析,结果表明,该方法能够以较少的运算时间代价获取较好的复原效果.
离焦图像 图像复原 自适应滤波 逆滤波器 Wiener滤波
