航天湍流退化图像的极大似然估计规整化复原算法 被引量：24

1

作者 洪汉玉 张天序 余国亮 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期130-134,共5页

为了从有噪的湍流退化图像中有效地恢复出目标图像,提出了一种基于极大似然估计准则的规整化复原算法.根据图像随机场模型建立了有关多帧图像数据的对数似然函数,同时为了平滑噪声和保护图像边缘以及避免无价值的解,将一些合理的惩罚项... 为了从有噪的湍流退化图像中有效地恢复出目标图像,提出了一种基于极大似然估计准则的规整化复原算法.根据图像随机场模型建立了有关多帧图像数据的对数似然函数,同时为了平滑噪声和保护图像边缘以及避免无价值的解,将一些合理的惩罚项和辅助平滑项融合到该对数似然函数中.推导出了湍流点扩展函数和目标图像的交替迭代求解公式,通过迭代方式可将点扩展函数和目标图像同时估计出来,给出了算法的并行处理方案.在微机上对强噪声条件下的湍流退化图像进行了恢复实验,实验结果表明本算法具有较强的抗噪能力和实用价值. 展开更多

关键词 湍流退化图像 复原算法 极大似然估计 整化 点扩展函数 航天 目标图像 似然函数 随机场模型 图像数据 估计准则 图像边缘 求解公式 交替迭代 同时估计 处理方案 实用价值 抗噪能力 惩罚项 强噪声 恢复 对数 平滑 实验 微机 并行 帧

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湍流退化图像的最大熵盲目复原方法 被引量：6

2

作者 付长军 许东 赵剡 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期542-546,共5页

装有成像制导装置的飞行器在大气中高速飞行时由于受湍流的影响,接收到的图像发生严重退化,大大影响制导精度。针对该问题,提出了一种针对具有单一背景的湍流退化图像的最大熵盲目复原方法。复原过程中,为避免最大熵约束项的非线性带来... 装有成像制导装置的飞行器在大气中高速飞行时由于受湍流的影响,接收到的图像发生严重退化,大大影响制导精度。针对该问题,提出了一种针对具有单一背景的湍流退化图像的最大熵盲目复原方法。复原过程中,为避免最大熵约束项的非线性带来的复杂运算,对熵的表达式进行二次近似,并利用灰度变换确保近似程度的准确性,最后采用共轭梯度法进行求解,从而大大降低了计算量。对不同马赫数下得到的湍流退化图像进行试验,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 最大熵 图像复原 湍流退化 共轭梯度法

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基于Poisson模型的湍流退化图像多帧迭代复原算法 被引量：7

3

作者 洪汉玉 张天序 余国亮 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期649-654,共6页

随着航天空间技术的发展,空中目标的成像探测研究越来越重要。受大气湍流的干扰,观测到的目标图像是严重模糊的。为了从观察到的多帧含噪的湍流退化图像中将目标原图像有效地恢复出来,本文提出了一种新颖的基于图像统计模型的图像复原... 随着航天空间技术的发展,空中目标的成像探测研究越来越重要。受大气湍流的干扰,观测到的目标图像是严重模糊的。为了从观察到的多帧含噪的湍流退化图像中将目标原图像有效地恢复出来,本文提出了一种新颖的基于图像统计模型的图像复原算法。跟据图像Poisson概率模型建立了有关多帧图像数据的对数似然函数,通过极大化该对数似然函数,推导出了目标图像及各帧图像点扩展函数的迭代求解关系。同时,将点扩展函数的支持域等先验条件有效地加入到迭代计算过程中,以便快速地利用迭代技术将目标图像和各帧点扩展函数估计出来。该算法能用少数帧图像极大程度地恢复出目标图像。为了验证本文算法的恢复效果和可靠性,对在强噪声污染条件下的湍流退化图像进行了恢复实验,实验结果表明本文算法对空中目标湍流退化图像的复原是非常有效的。 展开更多

关键词 湍流退化图像 点扩展函数 图像复原 最大似然函数

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基于各向异性和非线性正则化的湍流退化图像复原 被引量：14

4

作者 洪汉玉 张天序 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期5-12,共8页

提出了一种基于各向异性和非线性正则化的湍流退化图像复原新算法。为了有效地从湍流退化图像中估计出退化模型 ,在湍流点扩展函数的优化估计过程中合理地融合了有关湍流点扩展函数的一些基本的先验知识。首先 ,将点扩展函数的非负性和... 提出了一种基于各向异性和非线性正则化的湍流退化图像复原新算法。为了有效地从湍流退化图像中估计出退化模型 ,在湍流点扩展函数的优化估计过程中合理地融合了有关湍流点扩展函数的一些基本的先验知识。首先 ,将点扩展函数的非负性和光滑性约束加入到目标函数中。再针对湍流点扩展函数的衰减性质 ,建立了一个具有非线性和空间各向异性的正则化函数 ,使其在重建点扩展函数时能适当地进行空间梯度平滑。由此通过迭代极小化目标函数来优化估计湍流点扩展函数值 ,进而恢复图像。对各种噪声条件下的湍流退化图像进行了恢复实验 ,实验结果表明本文算法具有较强的稳定性和抗噪能力。 展开更多

关键词 湍流退化图像 图像复原 各向异性 优化估计 正则化函数 非线性正则化 大气流场

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基于总变分规整化的湍流退化图像复原RL算法 被引量：6

5

作者 赵剡 张怡 许东 《中北大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2007年第1期69-73,共5页

根据RL(Richardson-Lucy)不需要点扩散函数尺寸先验信息的优点和湍流退化模式的特点,将RL图像复原算法应用到气动光学效应退化图像的复原中.针对RL算法极易引起噪声放大和过度平滑的缺点,提出了基于总变分最小化的RL图像盲复原算法.仿... 根据RL(Richardson-Lucy)不需要点扩散函数尺寸先验信息的优点和湍流退化模式的特点,将RL图像复原算法应用到气动光学效应退化图像的复原中.针对RL算法极易引起噪声放大和过度平滑的缺点,提出了基于总变分最小化的RL图像盲复原算法.仿真结果表明,该算法在噪声抑制和细节保存方面都优于非规整化的RL算法. 展开更多

关键词 气动光学效应 湍流退化图像 RL算法 总变分

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基于小波分解的湍流退化图像的快速复原算法 被引量：8

6

作者 洪汉玉 张天序 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期451-456,共6页

提出了一种基于小波分解的湍流退化图像的复原新方法 .该方法以 2帧同一目标的湍流退化图像作为输入 ,采用小波变换技术对两帧湍流退化图像进行多尺度分解 .利用两个低频子频段图像的傅立叶频谱估计出两湍流点扩展函数在大尺度下的离散... 提出了一种基于小波分解的湍流退化图像的复原新方法 .该方法以 2帧同一目标的湍流退化图像作为输入 ,采用小波变换技术对两帧湍流退化图像进行多尺度分解 .利用两个低频子频段图像的傅立叶频谱估计出两湍流点扩展函数在大尺度下的离散值 ,在图像的低频子频段进行去模糊 ,而在高频子频段则主要进行抑制噪声和保边缘特征 .实验结果表明该方法十分有效 ,不但可以极大地减少计算复杂性 ,加快恢复速度 ,而且还可以很好地提高图像的恢复质量和抗噪能力 . 展开更多

关键词 小波变换 湍流退化图像 快速复原算法 点扩展函数 大气湍流 光学成像系统

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基于飞行参数约束的湍流退化图像快速复原算法 被引量：2

7

作者 肖利平 陈安宏 +1 位作者 曹炬 侯雄 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期538-541,560,共5页

为了克服盲目去卷积求解点扩展函数中由于点扩展函数大小的不确定性引起的复原图像的模糊和振铃现象,提出了一种基于飞行参数估计点扩展函数大小的湍流退化图像快速复原算法。利用飞行参数中飞行马赫数、高度、攻角等已知的先验条件来... 为了克服盲目去卷积求解点扩展函数中由于点扩展函数大小的不确定性引起的复原图像的模糊和振铃现象,提出了一种基于飞行参数估计点扩展函数大小的湍流退化图像快速复原算法。利用飞行参数中飞行马赫数、高度、攻角等已知的先验条件来估计点扩展函数大小,并建立了一个点扩展函数大小与飞行参数的函数表达式,解决了点扩展函数估计的盲目性,减少了估计时间,提高了退化图像复原校正的质量与速度。仿真试验结果表明:该方法对提高图像复原的速度与质量有明显效果。 展开更多

关键词 湍流退化图像 飞行参数 点扩展函数 图像复原

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基于分数阶傅立叶变换的湍流退化图像相位恢复算法研究 被引量：2

8

作者 曹东 金钢 +1 位作者 安涛 刘林岩 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期381-384,共4页

为克服气动光学效应对目标成像的影响,针对湍流导致的图像退化问题,将分数阶傅立叶变换引入到相位恢复算法中,由分数阶傅立叶域的幅值得到目标的自相关,进而转化为解相关问题的求解恢复目标图像。为改进解相关算法,采用最小二乘共轭梯... 为克服气动光学效应对目标成像的影响,针对湍流导致的图像退化问题,将分数阶傅立叶变换引入到相位恢复算法中,由分数阶傅立叶域的幅值得到目标的自相关,进而转化为解相关问题的求解恢复目标图像。为改进解相关算法,采用最小二乘共轭梯度法解高斯-牛顿方程,有效提高了算法的收敛速度和正确的收敛概率。仿真试验结果表明该算法对湍流退化具有较好复原能力。 展开更多

关键词 气动光学 湍流退化 分数阶傅立叶变换 相位恢复 最小二乘共轭梯度

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湍流退化图像相位恢复算法研究 被引量：2

9

作者 王宁宇 张天序 +1 位作者 洪汉玉 余国亮 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期597-601,共5页

为克服气动光学效应对目标图像的影响,把相位恢复算法与气动光学效应机理研究结合起来,用于湍流退化图像的恢复。该算法是通过目标图像的傅里叶变换幅值来恢复目标图像,或等价地,恢复傅里叶变换相位。讨论了两类相位复原算法——迭代傅... 为克服气动光学效应对目标图像的影响,把相位恢复算法与气动光学效应机理研究结合起来,用于湍流退化图像的恢复。该算法是通过目标图像的傅里叶变换幅值来恢复目标图像,或等价地,恢复傅里叶变换相位。讨论了两类相位复原算法——迭代傅里叶变换(IFT)和解相关算法。对现有的解相关算法作了改进,采用共轭梯度法解高斯-牛顿方程,可有效提高算法的收敛速度。IFT算法不能保证迭代过程总能收敛到正确解,有时会出现停滞现象,将IFT和解相关算法组合起来,可以克服IFT算法的停滞现象,提高正确收敛率。给出了在信噪比为20 dB情况下的湍流退化仿真图像恢复的实例,目标图像能较清晰地恢复出来。实验结果表明该算法具有较好的稳定性和抗噪声能力。 展开更多

关键词 相位恢复 迭代傅里叶变换 解相关 图像恢复 湍流退化

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基于非负支持域递归逆滤波技术的湍流退化图像复原算法 被引量：3

10

作者 李东兴 赵剡 许东 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期2062-2067,共6页

在常规图像复原算法中,成像系统的点扩展函数和观测噪声被认为是先验信息。当飞行器在大气层内高速或超高速飞行时,会产生气动光学效应,严重影响成像制导系统的成像质量,在这种情况下,降晰函数和观测噪声是未知信息。为有效复原湍流退... 在常规图像复原算法中,成像系统的点扩展函数和观测噪声被认为是先验信息。当飞行器在大气层内高速或超高速飞行时,会产生气动光学效应,严重影响成像制导系统的成像质量,在这种情况下,降晰函数和观测噪声是未知信息。为有效复原湍流退化图像,提出了基于非负支持域递归逆滤波技术的湍流退化图像复原算法,该算法可同时辨识递归滤波器的参数。非负支持域递归逆滤波技术适用于视场背景为单一的黑色、灰色或白色并且支持域确定的目标图像的复原及相应滤波器参数的辨识。提出的算法首先将湍流退化图像通过一个空域高通有限脉冲响应滤波器,以滤除部分因噪声引起的模糊信息,然后将首次滤波后的图像进行递归逆滤波,同时共轭梯度算法用于最小化非负支持域递归逆滤波凸集价格函数。该算法用于复原风洞测试图像,实验结果表明,复原效果有明显的改进。 展开更多

关键词 降晰函数辨识 湍流退化图像 非负支持域约束递归逆滤波 图像复原

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复杂背景红外湍流退化图像复原算法研究 被引量：2

11

作者 洪汉玉 林志敏 章秀华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1270-1273,共4页

针对大气湍流复杂背景红外退化图像的复原问题,构造了各向异性权重差分项,在此基础上将基于二阶差分的2范数极小作为空间相关性约束应用在复杂背景湍流退化图像相邻两帧点扩展函数的优化求解过程中,提出了针对复杂背景的湍流退化图像复... 针对大气湍流复杂背景红外退化图像的复原问题,构造了各向异性权重差分项,在此基础上将基于二阶差分的2范数极小作为空间相关性约束应用在复杂背景湍流退化图像相邻两帧点扩展函数的优化求解过程中,提出了针对复杂背景的湍流退化图像复原算法。在微机上进行了一系列复原和方法对比实验,实验结果表明本文方法有效,效果较好。 展开更多

关键词 红外湍流退化图像 复杂背景 图像恢复 2范数

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TV正则化的双迭代RL湍流退化图像复原算法 被引量：2

12

作者 王锋 张昆帆 +1 位作者 王希云 赵拥军 《信息工程大学学报》 2014年第2期210-214,共5页

RL算法是湍流退化图像复原的一类重要算法,但在迭代过程中存在噪声放大或过度平滑问题。围绕湍流退化图像复原问题对RL(Richardson-Lucy)算法及其改进方法进行研究:建立了一种短曝光成像探测湍流退化模型,并给出该模型中随机相位屏的数... RL算法是湍流退化图像复原的一类重要算法,但在迭代过程中存在噪声放大或过度平滑问题。围绕湍流退化图像复原问题对RL(Richardson-Lucy)算法及其改进方法进行研究:建立了一种短曝光成像探测湍流退化模型,并给出该模型中随机相位屏的数值模拟方法;推导了RL算法的基本原理和计算公式;为更好地从湍流退化图像中恢复目标,提出了TV正则化双迭代RL图像复原算法。改进算法引入总体变分约束,并对目标图像和点扩展函数采用内外循环双重迭代,充分利用了目标图像和点扩展函数的内在联系。仿真实验表明,算法能有效地保持了图像的细节信息,复原效果明显优于传统RL算法。 展开更多

关键词 湍流退化模型 图像复原 RL算法 点扩展函数 总体变分 正则化

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基于广义规整化的红外湍流退化图像盲复原方法 被引量：1

13

作者 何成剑 洪汉玉 张天序 《红外技术》 CSCD 北大核心 2006年第8期443-445,共3页

针对湍流环境下红外成像的特点,提出了一种基于广义规整化的湍流退化图像盲复原方法。该方法在合理建立红外图像退化模型的基础上,根据极大似然估计准则来设计。为了抑制噪声同时有效地引入关于图像的先验信息,对传统的规整化方法进行... 针对湍流环境下红外成像的特点,提出了一种基于广义规整化的湍流退化图像盲复原方法。该方法在合理建立红外图像退化模型的基础上,根据极大似然估计准则来设计。为了抑制噪声同时有效地引入关于图像的先验信息,对传统的规整化方法进行了扩展,提出了广义规整化的策略,将规整化分为两个各有侧重点的层次,即复原过程中噪声的抑制和含噪条件下红外图像相关特征的保持,根据有限的先验知识将复原问题的求解转化为带规整化约束的最优化估计问题,进而复原湍流退化图像。 展开更多

关键词 湍流退化 图像盲目复原 极大似然估计 广义规整化

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红外探测湍流退化图像并行复原方法研究 被引量：1

14

作者 洪汉玉 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第1期57-60,共4页

湍流退化图像的恢复面临着计算量大、耗时长等问题,为提高算法的有效性、适应性和快速性,主要对红外探测湍流退化图像复原算法的并行处理进行了研究,提出了基于机群计算的并行处理方法。采用并行编程技术,建立基于微机多节点计算的并行... 湍流退化图像的恢复面临着计算量大、耗时长等问题,为提高算法的有效性、适应性和快速性,主要对红外探测湍流退化图像复原算法的并行处理进行了研究,提出了基于机群计算的并行处理方法。采用并行编程技术,建立基于微机多节点计算的并行机群系统,充分利用各节点的计算资源,提高并行速度,优化并行效率。实验结果表明,所提出的基于机群计算的并行方法十分有效,提高了湍流退化图像复原处理的计算效率。 展开更多

关键词 湍流退化图像 图像复原 并行处理 机群

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湍流退化红外图像校正算法 被引量：3

15

作者 张士杰 李俊山 +3 位作者 杨亚威 张姣 李海龙 郭毅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3670-3675,共6页

针对高速湍流场引起的红外图像模糊问题,提出了一种基于改进增量Wiener滤波的复原校正算法。首先,基于先验知识对湍流退化图像的降晰函数进行辨识并得到复原图像的起始估计;其次,提取起始复原图像中的强边缘并平滑边缘区域;最后,利用改... 针对高速湍流场引起的红外图像模糊问题,提出了一种基于改进增量Wiener滤波的复原校正算法。首先,基于先验知识对湍流退化图像的降晰函数进行辨识并得到复原图像的起始估计;其次,提取起始复原图像中的强边缘并平滑边缘区域;最后,利用改进的增量维纳滤波算法迭代复原图像。实验结果表明:该算法与传统的迭代盲复原算法及基于Fuzzy滤波器的后期去振铃算法相比,复原图像的振铃测度有较大下降,同时提高了复原图像的质量,降低了算法的时间复杂度。 展开更多

关键词 气动光学效应 湍流退化 红外图像 振铃效应 边缘平滑 增量Wiener滤波

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混合正则化约束的湍流退化图像复原算法 被引量：6

16

作者 张姣 李俊山 +1 位作者 隋中山 汪晓建 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期884-888,共5页

针对大气湍流引起的红外图像模糊问题,提出一种基于混合正则化的模糊核估计模型。根据图像主要边缘的稀疏性,采用图像梯度的L_0范数为正则化项;通过分析模糊核的特性,提出能适用于复杂模糊情况的核L_0-L_2范数正则化约束。复原模型的优... 针对大气湍流引起的红外图像模糊问题,提出一种基于混合正则化的模糊核估计模型。根据图像主要边缘的稀疏性,采用图像梯度的L_0范数为正则化项;通过分析模糊核的特性,提出能适用于复杂模糊情况的核L_0-L_2范数正则化约束。复原模型的优化过程中,结合变量分裂策略和增广拉格朗日法交替估计图像和模糊核,并利用快速傅里叶变换,实现模糊核的快速、准确估计;最终根据估计的模糊核,复原得清晰图像。实验结果表明,本文算法可以更好地复原退化图像,在主观视觉和客观质量评价方面都有所提高。 展开更多

关键词 盲复原 L0正则化 增广拉格朗日法 湍流退化 红外图像

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采用改进的退化模型恢复湍流降质图像 被引量：4

17

作者 荣健 申金娥 +3 位作者 丁学科 李芳 邝爱华 刘文鑫 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期890-892,950,共4页

采用考虑湍流内外尺度影响的退化模型来恢复大气湍流降质图像,运用包含了湍流内外尺度影响的波结构函数、折射率谱以及薄透镜成像的退化函数导出了新的退化模型。相对由Kolmogorov谱推导出的模型,该模型引入了更完整的先验约束条件,更... 采用考虑湍流内外尺度影响的退化模型来恢复大气湍流降质图像,运用包含了湍流内外尺度影响的波结构函数、折射率谱以及薄透镜成像的退化函数导出了新的退化模型。相对由Kolmogorov谱推导出的模型,该模型引入了更完整的先验约束条件,更接近大气湍流的物理特性。针对飞机目标湍流退化图像,利用约束最小二乘滤波的方法对该退化模型进行了复原验证,模拟结果表明了该模型比较理想,恢复效果较好。 展开更多

关键词 约束最小二乘滤波 降质图像 大气湍流退化模型 湍流内外尺度 恢复图像

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基于各向异性规整化的总变分盲复原算法研究 被引量：8

18

作者 洪汉玉 何成剑 +2 位作者 陈以超 易新建 张天序 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期118-122,共5页

针对大气湍流退化图像复原问题,提出了一种基于各向异性和非线性规整化的总变分盲复原新算法,该算法主要结合图像和湍流点扩展函数的一些性质采用基于各向异性的空间自适应规整化处理,建立了具有非线性和空间各向异性的规整化函数,使其... 针对大气湍流退化图像复原问题,提出了一种基于各向异性和非线性规整化的总变分盲复原新算法,该算法主要结合图像和湍流点扩展函数的一些性质采用基于各向异性的空间自适应规整化处理,建立了具有非线性和空间各向异性的规整化函数,使其在恢复目标图像和估计点扩展函数时能自适应地进行梯度平滑。最后,通过交替最小化方案来极小化代价函数和通过定点迭代策略将非线性方程进行线性化处理,快速地估计点扩展函数和恢复图像。在微机上对数字模拟和实际退化图像进行了一系列恢复实验,验证了算法的有效性和稳健性。 展开更多

关键词 湍流退化图像 图像复原 总变分 各向异性规整化

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基于先验信息和正则化技术的图像复原算法的研究 被引量：6

19

作者 谢盛华 张启衡 宿丁 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期429-433,共5页

在湍流退化图像复原研究中,为了消除大气湍流的影响,提出了一种基于先验信息和正则化技术的盲解卷积图像复原算法。该算法是以极大似然估计为基本原理,将目标图像和点扩展函数的先验信息以惩罚项的形式引入到极大似然函数中,同时利用正... 在湍流退化图像复原研究中,为了消除大气湍流的影响,提出了一种基于先验信息和正则化技术的盲解卷积图像复原算法。该算法是以极大似然估计为基本原理,将目标图像和点扩展函数的先验信息以惩罚项的形式引入到极大似然函数中,同时利用正则化技术优化目标图像和点扩展函数的估计过程,以增加极大似然估计算法的收敛性和稳定性。通过退化图像的复原实验结果表明,该算法在退化模型完全未知的情况下,可以有效的实现对湍流退化图像的盲复原。 展开更多

关键词 图像处理 先验信息 正则化技术 湍流退化图像 图像复原

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图像恢复算法目标获取有效性的评估方法 被引量：3

20

作者 张必银 张天序 刘纯胜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期151-155,共5页

提出一种新的以目标获取为目的的全流程性能评估方法,综合分析目标场景、点扩展函数大小、算法主控参数等因素对恢复后的目标可检测性的影响,引入正交试验设计来充分覆盖数据空间和控制试验规模,进行多因素、多水平试验与分析。试验结... 提出一种新的以目标获取为目的的全流程性能评估方法,综合分析目标场景、点扩展函数大小、算法主控参数等因素对恢复后的目标可检测性的影响,引入正交试验设计来充分覆盖数据空间和控制试验规模,进行多因素、多水平试验与分析。试验结果表明:提出的评价指标和方法既利于评估图像恢复算法对目标获取的有效性,也能指出算法需要改进的方向。 展开更多

关键词 湍流退化 图像恢复 性能评价 目标检测 正交试验设计

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