[發明專利]一種基于彌散圓擬合的多光譜圖像散焦模糊核估計方法

有效

• 申請號: 201810986876.6
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109102476B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 張磊;魏曉翔;黃華
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

本發明公開了一種基于彌散圓擬合的多光譜圖像散焦模糊核估計方法，屬于圖像處理技術領域。本方法根據光線與透鏡折射率的關系，推導出光線的波長與彌散圓半徑的關系，使用均方誤差評價不同通道圖像之間的相似度，計算得到初始的模糊核大小，使用移動最小二乘結合上述的彌散圓公式，對模糊核的初始值進行擬合優化，得到準確大小的高斯模糊核。本發明方法考慮到多光譜圖像中彌散圓與波長的關系，結合計算量較小的移動最小二乘擬合，提高了模糊核估計的準確性和計算效率，同時，通過相鄰通道圖像的初始模糊核估計，結合高斯核的平方級聯，避免了內容不一致導致的低準確性問題。

技術領域

本發明涉及一種多光譜圖像模糊核估計方法，特別涉及一種基于彌散圓擬合的多光譜圖像散焦模糊核估計方法，屬于圖像處理技術領域。

背景技術

隨著多光譜成像技術的發展，越來越多的多光譜成像技術運用到各行各業，涉及農業、遙感、顯微和航天等各個方面。然而，由于設備自身承重的限制，很多輕量級的多光譜成像應用不能裝配復雜的鏡頭組，而是選擇了使用簡單透鏡的成像系統。簡單透鏡對于不同波長光線的折射率差異較大，使得這些光線在成像平面形成不同大小的彌散圓上，導致各個通道的圖像呈現不同程度的散焦模糊。在各種去散焦模糊算法中，對于模糊核的估計是非常重要的一環。

對于多光譜圖像散焦模糊核估計這一問題，國內外的學者已經做了大量的基礎研究。常用的模糊核估計方法主要分為兩種：基于單通道圖像的估計方法和基于多通道圖像的估計方法。

基于單通道圖像的估計方法以基于暗通道先驗的估計方法(J.Pan,D.Sun,H.Pfister，and M.-H.Yang.Deblurring images via dark channel prior，IEEETrans.Pattern Anal.Mach.Intell.，pp.1–1，2018)為代表，該方法將暗通道先驗結合到最大后驗概率估計模型中，通過對每一個通道圖像求解概率模型得到該通道對應的模糊核。但是，該方法在估計模糊核時沒有考慮到多光譜圖像多個通道模糊核之間的內在關系，準確度較低且計算量大。

基于多通道圖像的估計方法以基于通道間相關性的模糊核估計方法(S.-J.Chenand H.-L.Shen，Multispectral image out-of-focus deblurring using interchannelcorrelation，IEEE Trans.Image Process.，vol.24，no.11，pp.4433–4445，2015)為代表，主要通過歸一化交叉相關評價各個通道圖像與參考通道圖像的相似度，進而計算得到對應的模糊核。該方法計算量較低，但是，由于未考慮不同圖像內容對于相似度計算的影響，導致其對于大波長和小波長對應通道的模糊核估計準確度較低。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的缺陷，針對多光譜圖像處理中的散焦模糊核估計問題，提出一種基于彌散圓擬合的多光譜圖像散焦模糊核估計方法。本發明方法能夠有效提高模糊核估計的準確性。

本發明方法技術方案的基本思想是：

根據光線與透鏡折射率的關系，推導出光線的波長與彌散圓半徑的關系。使用均方誤差評價不同通道圖像之間的相似度，計算得到初始的模糊核大小。使用移動最小二乘結合上述的彌散圓公式，對模糊核的初始值進行擬合優化，得到準確大小的高斯模糊核。

本發明的實現步驟如下：

一種基于彌散圓擬合的多光譜圖像散焦模糊核估計方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、計算多光譜圖像相鄰圖像幀間的模糊核。