[發(fā)明專利]組合式圖像恢復(fù)方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611200955.7
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108230251A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮廣驊;張洪明;宋健
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳清華大學(xué)研究院;清華大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 深圳市鼎言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 徐麗昕

一種組合式圖像恢復(fù)方法包括：獲取原始圖像；獲取包含原始圖像、理想圖像、全局背景光及透射率四參數(shù)的霧圖模型，及包含點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)、理想圖像及噪聲三參數(shù)的圖像噪聲模型；對透射率利用暗通道方法估計(jì)并修正；選取透射率下限閾值，獲得去霧的恢復(fù)公式，利用恢復(fù)公式對理想圖像初始賦值；利用初始賦值對原始圖像去霧恢復(fù)；利用高斯核函數(shù)對點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)初始賦值；利用基于RL算法分別建立的理想圖像與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的迭代方程進(jìn)行數(shù)值迭代，并獲得最終理想圖像，迭代方程中使用了雙總變分正則化參數(shù)與達(dá)朗貝爾判斷準(zhǔn)則，其中一正則化參數(shù)具有空間自適應(yīng)性。本發(fā)明還提供一種組合式圖像恢復(fù)裝置，應(yīng)用本發(fā)明，能明顯改善圖像的清晰度與分辨率，抑制噪聲。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種組合式圖像恢復(fù)方法及裝置。

【背景技術(shù)】

在精密的光學(xué)顯微鏡等應(yīng)用中對于圖像的分辨率和清晰度都有很高的要求，但是在實(shí)際情況中，光學(xué)顯微鏡成像質(zhì)量往往會(huì)受到噪聲和失焦兩方面的不利影響，圖像從視覺效果上主要包含由物理器件引起的泊松噪聲，以及在整個(gè)視場中還存在霧狀的噪聲。此外，由于精密光學(xué)顯微鏡的分辨率非常高，因此導(dǎo)致其相應(yīng)的景深較小，在圖像中存在由失焦而導(dǎo)致的模糊等現(xiàn)象，這對于光學(xué)顯微鏡圖像的分析和研究均有不利影響。目前比較常用的技術(shù)方案是混合高斯-泊松噪聲參數(shù)估計(jì)和相應(yīng)的去噪方法，這些方法存在噪聲參數(shù)估計(jì)慢、人為引入新的振鈴效應(yīng)和邊緣恢復(fù)不清晰等問題，并且在光學(xué)顯微鏡這一特定應(yīng)用條件下，這些方法的恢復(fù)效果全局效果較差，采用的算法運(yùn)算復(fù)雜度高，對運(yùn)算所需的硬件要求比較苛刻。

【發(fā)明內(nèi)容】

有鑒于此，有必要提供一種組合式圖像處理方法及裝置，以解決上述問題。

一種組合式圖像恢復(fù)方法，包括步驟：a)獲取原始圖像i；b)獲取包含原始圖像i、理想圖像o、全局背景光A以及透射率t四個(gè)參數(shù)的霧圖模型，以及包含點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)h、理想圖像o以及噪聲n三個(gè)參數(shù)的圖像噪聲模型；c)對所述霧圖模型中的所述透射率t利用暗通道方法進(jìn)行估計(jì)并修正；d)根據(jù)所述霧圖模型、修正后的透射率t以及光學(xué)儀器實(shí)際成像條件選取所述透射率t的下限閾值，并獲得去霧過程的恢復(fù)公式，利用所述恢復(fù)公式對所述理想圖像o進(jìn)行初始賦值；e)利用所述初始賦值對所述原始圖像i進(jìn)行去霧恢復(fù)；f)利用高斯核函數(shù)對所述點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)h進(jìn)行初始賦值；g)利用基于理查德森-露西(Richardson-Lucy)算法分別建立的理想圖像o與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)h的迭代方程進(jìn)行數(shù)值迭代，并獲得最終理想圖像，其中，所述迭代方程中使用了雙總變分正則化參數(shù)與達(dá)朗貝爾判斷準(zhǔn)則，其中一個(gè)正則化參數(shù)具有空間自適應(yīng)特性。

可選的，所述原始圖像i為彩色圖像，所述方法包括步驟：將所述原始圖像i分為RGB三個(gè)分量后對每一分量分別執(zhí)行步驟c)至g)，并將每次獲得的最終理想圖像疊加。

可選的，所述霧圖模型為i＝o·t+A(1-t)；所述圖像噪聲模型為i＝h*o+n。

可選的，步驟c)中對透射率t進(jìn)行修正獲得的結(jié)果為：

其中s為待處理的像素點(diǎn)，y∈Ω(s)為所述待處理像素點(diǎn)窗口鄰域的一個(gè)像素點(diǎn)，ω為修正系數(shù)。

可選的，ω取值為ω∈[0.9，0.95]，全局背景光A的取值為：在暗通道函數(shù)：

中選取強(qiáng)度最高的前1‰的像素，然后在原始圖像i中選取相應(yīng)像素中強(qiáng)度最高的值即為全局背景光A的值。

可選的，所述強(qiáng)度是指原始圖像i在該像素點(diǎn)的亮度數(shù)值。

可選的，所述組合式圖像恢復(fù)方法應(yīng)用于光學(xué)顯微鏡成像后的處理，所述步驟d)中光學(xué)儀器實(shí)際成像條件包括：光照強(qiáng)度、光照角度、顯微鏡焦距以及放大倍數(shù)。

可選的，所述透射率t的下限閾值t₀∈[0.08，0.12]，所述去霧過程的恢復(fù)公式為：