[發明專利]一種基于梯度域先驗的多光譜圖像去模糊方法

有效

• 申請號: 201811053391.8
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109360161B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 黃華;魏曉翔;張磊
• 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

本發明提出了一種基于梯度域先驗的多光譜圖像去模糊方法，屬于圖像處理技術領域。本方法根據相鄰通道圖像的相似性，利用類高斯函數結合steering核，計算多光譜圖像中每個通道對應的參考圖像；根據參考圖像與目標清晰圖像在梯度域上的相似性，將兩者在梯度域上差的范數作為去模糊公式的圖像先驗；將圖像先驗與最大后驗概率估計方法結合，建立多光譜圖像去模糊框架，迭代求解最終得到清晰圖像。與已有的方法相比，該方法充分考慮了相鄰通道圖像在梯度域上的相似性，避免了多余圖像細節的引入，而且提高了多光譜圖像去模糊的質量，降低了去模糊過程的計算量。

技術領域

本發明涉及一種多光譜圖像去模糊方法，特別涉及一種基于梯度域先驗的多光譜圖像去模糊方法，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。這些散焦模糊一方面明顯降低了設備的成像質量，另一方面也影響了圖像的觀感體驗。因此，需要一種針對多光譜圖像的高效去模糊方法，利用較少的計算量去除這些散焦模糊。

對于多光譜圖像去散焦模糊這一問題，國內外的學者已經做了大量的基礎研究。常用的多光譜去散焦模糊方法主要分為兩種：基于單通道圖像的去模糊方法和基于多通道圖像的去模糊方法。

基于單通道圖像的去模糊方法以基于離群值處理的去模糊方法(Dong J,Pan J,Su Z,et al.Blind image deblurring with outlier handling，ICCV.2017)為代表。該方法根據離群異常點對于去模糊算法的影響，建立了一個高效的數據保持項，進而計算得到對應的目標清晰圖像。但是，該方法在處理多光譜圖像的散焦模糊時沒有考慮到多個譜段圖像之間內容的相關性，導致去模糊的效果較差且計算量大。

基于多通道圖像的去模糊方法以基于引導圖形的多光譜去模糊方法(S.-J.Chenand H.-L.Shen,Multispectral image out-of-focus deblurring usinginterchannelcorrelation,IEEE Trans.Image Process.,vol.24,no.11,pp.4433–4445,2015)為代表。該方法主要通過Tikhonov正則化得到目標通道對應的引導圖像，使用引導圖像結合最大后驗概率估計的方法得到目標清晰圖像。該方法計算量較低，但由于在求解引導圖像時使用了邊緣通道的圖像信息，使得去模糊過程中引入了一些多余的細節，導致最終求得的清晰圖像準確度較低。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的缺陷，為了有效解決多光譜圖像去散焦模糊的問題，提出一種新的基于梯度域先驗的多光譜圖像去模糊方法，能夠在提高多光譜圖像去模糊質量的同時降低去模糊的計算復雜度。

本發明方法的主要原理是：

根據多光譜圖像中相鄰頻譜之間的相關性，利用類高斯函數計算得到目標譜段對應的參考圖像。根據參考圖像與目標清晰圖像在梯度域上的相似性，建立圖像先驗。使用圖像先驗并結合最大后驗概率估計，對模糊圖像進行預處理和去模糊處理，最終得到去模糊之后的清晰圖像。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種基于梯度域先驗的多光譜圖像去模糊方法，包括以下步驟：

步驟一、計算多光譜圖像每個通道對應的模糊核。