收藏本站
《电子科技大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于数值线性代数与稀疏优化的图像复原问题研究

赵熙乐  
【摘要】:图像在形成、记录、处理和传输过程中,由于成像系统、记录设备和传输介质等不完善,从而导致图像质量下降即图像降质。例如,大气湍流的扰动效应,环境条件的变化和传感元器件自身的质量原因产生的噪声干扰,被摄物与成像设备间的相对运动造成的运动模糊等。图像复原是利用图像的某些先验知识来重建图像从而改善图像质量的技术。然而随着对图像质量和图像分辨率要求的提高,图像复原算法的代价和硬件实现的复杂度显著地增加,且实际应用中对图像复原算法通常有实时性要求。这对现有数字图像复原技术提出了更大的挑战也预示了其广阔的应用前景。本文研究内容涉及图像复原问题中的两个方面:其一,主要发展了求解图像复原问题中大规模线性代数系统的高效正则化方法;其二,研究更加符合实际的图像复原模型。具体来说,本文研究内容组织为方法篇和模型篇,其中前四部分归于正则化方法研究篇,后两部分属于模型研究篇,具体内容如下 基于Toeplitz-plus-Hankel矩阵的分裂,提出了求解Toeplitz-plus-Hankel线性系统的分裂迭代方法并进一步讨论了分裂迭代方法的计算复杂度,收敛性质以及(拟)最优参数的选取问题。 利用新均值边界条件下模糊矩阵的特殊结构,给出了其模糊矩阵的最优Kronecker积逼近算法。并进一步提出了基于Kronecker积逼近的TSVD型正则化方法来求解新均值边界条件下图像复原问题。 Landweber方法具有简单的迭代格式,但缓慢的收敛速度限制了Landweber方法的广泛应用。提出了基于向量外推的Landweber方法并进一步考虑了更加实用的重启型基于向量外推的Landweber方法。数值实验说明基于向量外推的Landweber方法的收敛速度优于其它Landweber型方法的收敛速度。 受基于向量外推的截断奇异值分解(TSVD)方法在中小规模问题上优异表现启发,提出适用于大规模线性离散不适定问题的高效杂交正则化方法。该杂交正则化方法将基于向量外推的TSVD方法用于求解Krylov子空间方法产生的中小规模问题,从而发挥了Krylov子空间方法和基于向量外推的TSVD方法各自的优势。 由于各种原因,实际情况中点扩散函数通常不能精确给定。我们考虑涉及复原图像和点扩散函数噪声两个变量的模型来求解点扩散函数被噪声污染情况下的图像复原问题。并提出求解该模型的交替极小化方法和讨论交替极小化方法的收敛性质。大量的数值实验说明了建立模型的合理性和交替极小化方法的高效性。 如何有效地解译混合像元(unmixing)和去除造成遥感图像降质的模糊是高光谱遥感应用的关键问题。建立了高光谱图像的解译混合像元和去除模糊模型并提出了求解模型的交替迭代方法。大量的数值实验表明建立模型的合理性和交替迭代方法的高效性。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP391.41

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 ;FRAMELET BASED DECONVOLUTION[J];Journal of Computational Mathematics;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 贾森;非监督的高光谱图像解混技术研究[D];浙江大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冉志红;李乔;单德山;唐亮;;影响矩阵法在南京长江三桥状态识别中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 隋学艳;朱振林;朱传宝;杨丽萍;姚慧敏;郭洪海;;基于MODIS数据的山东省小麦株高遥感估算研究[J];山东农业科学;2009年02期
3 陈军;王洪仁;;基于高光谱红边参数的棉花冠层覆盖度提取研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年09期
4 刘占宇;周湾;张莉丽;;入侵植物加拿大一枝黄花的高光谱特性研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年07期
5 王家强;柳维扬;吕双庆;;遥感技术在棉花氮素营养诊断上的应用[J];安徽农业科学;2006年22期
6 陆伟;毛罕平;;高光谱技术在作物信息诊断监测中的应用[J];安徽农业科学;2007年06期
7 樊科研;田丽萍;王进;杜培林;;基于冠层高光谱遥感对加工番茄产量的估算模型[J];安徽农业科学;2008年10期
8 于祥;刘香华;;基于神经网络的黄河三角洲土地利用遥感获取技术研究[J];安徽农业科学;2009年04期
9 陈拉;;高光谱遥感数据在植被信息提取中的应用研究[J];安徽农业科学;2009年08期
10 洪霞;江洪;余树全;;高光谱遥感在精准农业生产中的应用[J];安徽农业科学;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汪震;洪津;张冬英;罗军;;液晶可调谐滤光片在遥感探测中的应用研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 姚智颖;刘冬;;基于Kazakov线性化的迭代滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 逄海萍;王璐萍;;一类不确定仿射非线性系统的鲁棒近似最优滑模控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 李旻珺;杨博;胡静;;星光导航湍流退化星图复原算法研究[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
5 查星云;;一种钢铁企业金属损耗平衡分析方法[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
6 龚绍琦;王鑫;沈润平;刘振波;李云梅;;滨海盐土重金属高光谱遥感研究[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
7 王廷芳;黄思训;杜华栋;;大气边界层GEM模式参数反演的理论分析及数值试验[A];2008年北京气象学会科技优秀论文集[C];2008年
8 张旭明;熊有伦;尹周平;;噪声污染运动模糊图像点扩散函数估计[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
9 沙志超;彭耿;徐神;黄知涛;;基于信号子空间维数估计的单通道盲信号检测[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 冯遵德;李云云;;基于CGLS求解坐标转换参数[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
10 秦海华;Helmholtz方程的若干反问题研究[D];兰州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓慧琳;不可压缩渗流方程的研究[D];河南理工大学;2010年
2 余波;惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统和非线性重建方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 蒲锰;非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究[D];山东科技大学;2010年
4 胡红;矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D];山东科技大学;2010年
5 韩宁;鲁棒性图像水印算法研究[D];辽宁师范大学;2010年
6 张海丽;非线性抛物型方程若干类反问题的研究[D];浙江理工大学;2010年
7 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
8 赵金平;基于矩阵变换的MIMO-OFDM系统信号检测[D];郑州大学;2010年
9 雷彤;基于高光谱的苹果花期果期光谱特征分析及其果量估测[D];山东农业大学;2010年
10 宋晓玥;基于TDPCA与SPIHT的高光谱压缩和降维算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 游晓斌,游先祥,相莹莹;混合像元及混合像元分析[J];北京林业大学学报;2003年S1期
2 童庆禧;遥感科学技术进展[J];地理学报;1994年S1期
3 张贤达,保铮;盲信号分离[J];电子学报;2001年S1期
4 刘琚,何振亚;盲源分离和盲反卷积[J];电子学报;2002年04期
5 甘甫平,王润生,郭小方,王青华;高光谱遥感信息提取与地质应用前景——以青藏高原为试验区[J];国土资源遥感;2000年03期
6 钱乐祥,泮学芹,赵芊;中国高光谱成像遥感应用研究进展[J];国土资源遥感;2004年02期
7 薛彬,赵葆常,杨建峰,吕群波;改进的线性混合模型用于高光谱分离实验模拟[J];光子学报;2004年06期
8 束炯;王强;孙娟;;高光谱遥感的应用研究[J];华东师范大学学报(自然科学版);2006年04期
9 张斧;成像光谱技术发展的科学背景和现状[J];激光与红外;1994年01期
10 刘维湘;郑南宁;游屈波;;非负矩阵分解及其在模式识别中的应用[J];科学通报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 耿修瑞;高光谱遥感图像目标探测与分类技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
2 尚丽;稀疏编码算法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2006年
3 王鹏伟;基于多尺度理论的图像分割方法研究[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 薛绮;基于线性混合模型的高光谱图像端元提取方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨文婧;易鹏;;运动模糊图像复原技术研究[J];大众科技;2009年04期
2 王宏志;戴娇月;霍金明;;基于高阶统计量含噪模糊图像的复原方法[J];长春工业大学学报(自然科学版);2006年01期
3 陈云龙;王平;王鹏;;基于L-R非线性迭代的降质图像复原算法[J];计算机工程;2010年04期
4 王敏;田启川;;改进的运动模糊图像复原算法[J];微型机与应用;2011年06期
5 肖泉;丁兴号;廖英豪;;一种有效保持边缘特征的散焦模糊图像复原方法[J];计算机科学;2010年07期
6 宋向;袁红颖;耿则勋;赵振磊;;基于双树复数小波变换的多帧迭代盲解卷积算法[J];遥感信息;2011年02期
7 杨晓洁;杨宇红;王慈;;多聚焦散焦图像复原算法[J];计算机工程;2011年18期
8 汪源源;孙志民;蔡铮;;改进的奇异值分解法估计图像点扩散函数[J];光学精密工程;2006年03期
9 王枚;潘国华;王国宏;尤晶晶;;运动和散焦模糊图像的复原方法及其应用研究[J];激光与红外;2007年10期
10 蔡慧敏;张艳宁;王志印;段锋;孙瑾秋;;一种匀速直线运动模糊参数估计方法[J];计算机工程与应用;2008年19期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡岸勇;柳重堪;苗俊刚;万国龙;;基于降晰矩阵分解与POCS的高斯降晰图像复原[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
2 陆世东;;维纳滤波图像复原算法研究[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
3 范赐恩;邓德祥;;航空相机像移模糊图像复原方法的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 李勇;李平;文玉梅;;光电成像系统获取图像的多项式能量约束复原[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
5 崔旭东;;闪光X光图像复原方法[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
6 蔡念;金丰;阮恭勤;潘晴;许少秋;;基于AdaBoost算法的图像复原方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
7 张红英;彭启琮;;一种基于p-Laplace算子的图像修补方法[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
8 范永法;潘树国;;Wiener滤波复原技术在磁粉探伤中的应用[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
9 张琳琳;姜志国;孟如松;;显微图像复原中的点扩散函数估计[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
10 曹毅;吕英华;;基于微遗传算法和正则化处理的模糊图像复原方法[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 王晶晶;“神笔”刑警定格嫌疑人[N];人民公安报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵熙乐;基于数值线性代数与稀疏优化的图像复原问题研究[D];电子科技大学;2012年
2 张欣;波前编码技术中的图像复原研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
3 刘新武;基于偏微分方程的图像复原技术研究[D];湖南大学;2011年
4 吕小光;结构矩阵计算及在数字图像复原中的应用[D];电子科技大学;2011年
5 徐大宏;基于正则化方法的图像复原算法研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 陶小平;基于光学成像特性的高分辨图像复原技术研究[D];浙江大学;2010年
7 卢兆林;基于偏微分方程理论的图像复原技术研究[D];中国矿业大学;2012年
8 易丽娅;图像复原的Bregman迭代正则化方法研究[D];华中科技大学;2011年
9 张志;基于先验约束的图像复原方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 穆欣;基于空间光学遥感器MTF补偿的遥感图像复原[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王勇;单幅雾天降质图像复原方法研究[D];合肥工业大学;2010年
2 尤海英;条码识别中图像复原的研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 刘丁峰;基于改进微粒群算法的图像复原方法研究[D];中南民族大学;2010年
4 高源;正则化最小二乘结合偏微分方程的图像复原技术研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 蒋毅;基于四阶偏微分方程的分裂Bregman图像复原方法[D];湖南大学;2010年
6 明文华;运动模糊图像复原算法研究[D];安徽大学;2004年
7 潘树国;磁粉探伤系统散焦图像复原暨DSP微裂纹图像识别系统的研究[D];河海大学;2004年
8 戢玲玲;基于PDE方法的图像复原算法研究[D];武汉科技大学;2010年
9 屈晓;基于数字技术条件下的东黑沟岩刻画图像复原研究[D];西北大学;2011年
10 曹毅;基于遗传算法的模糊图像复原方法研究[D];东北师范大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026