空间移变图像复原及其应用研究

【摘要】：空间移变图像复原是图像复原领域中的一大研究热点。论文在研究和分析现有空间移变图像复原方法的基础上提出了一种基于最小二乘约束的空间移变图像复原方法。 论文研究工作以多项式近似的图像逆滤波为出发点,针对其未考虑复原算法的规整化问题,在其基础上加入能量约束规整条件,得到多项式能量约束复原,使多项式逆滤波图像复原成为良态。分析了多项式能量约束复原的复原误差,并提出修改多项式系数抑制由泰勒展开带来的复原误差。在这部分工作的基础上,引入抽象函数和算子分析成像系统降质模型和复原模型,得到了关于图像复原问题最一般的描述。在复原模型中引入最小二乘规整约束,根据将空间移变的复原函数分解成空间移不变的基函数的线性组合这一思想,通过将空间移变的算子分解成空间移不变的子分解算子的线性组合,推导了空间移变降质图像的最小二乘约束复原模型,复原模型包括直接复原模型和迭代复原模型。复原模型实现的关键是实现算子的分解,论文举例证明了算子分解的存在性,分析了子分解算子应满足的条件,给出了选择原则。 论文基于空间移变降质图像的最小二乘约束复原模型,将其用于光电成像系统的空间移变降质复原。针对光电成像系统的高斯型点扩散函数,用多项式拟合实现算子的分解,根据子分解算子选择原则,获取分解基函数,将抽象模型具体化,得到了空间移变降质图像的最小二乘约束复原方法,复原方法包括直接复原方法和迭代复原方法,推导了复原方法对应的复原方程。在直接复原方程中,获得的复原图像,是降质图像偶数阶差分的线性组合,组合系数由成像系统的点扩散函数、约束算子、复原规整参数和分解基函数确定。在迭代复原方程中,更新复原图像是降质图像偶数阶差分和规整约束项的线性组合,差分项组合系数由成像系统的点扩散函数和分解基函数确定。 实验分析表明复原方程能有效的提高成像系统的带宽,复原后成像系统点扩散函数趋于冲激函数。加入特定约束得到的各种特定约束复原方程均能有效的复原空间移变降质图像。 对模拟的空间移变降质图像的处理结果表明,最小二乘约束复原算法能有效复原空间移变降质。将最小二乘约束复原方法用于复原stv680 数码相机获取的图