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盲复原算法在自适应光电图像处理中的应用研究

作　者: 胡文军
导　师: 马德宝
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 军事情报学
关键词: 图像盲复原点扩展函数 IBD算法 EM算法 NAS-RIF算法 APEX算法 GRSSIM
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 38次
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内容摘要

使用自适应光电望远镜对空间目标进行侦察与监视获取空间目标信息,在军事应用上具有重要价值。但是由自适应光电望远镜得到的图像还存在一定程度的光斑弥散,使得图像存在不同程度的模糊,影响了获取图像信息的准确性。本文跟踪图像盲复原算法的最新发展动态,基于光电图像的特征,重点研究了迭代盲解卷积(IBD)、最大期望(EM)、非负有限支持域递归逆滤波(NAS-RIF)、峰值搜索(APEX)四种算法在实测光电图像中的应用,以期达到增强图像清晰度的目的,同时对复原效果分析进行了探索性研究,主要工作如下：(1)分析研究了实测光电图像背景噪声的灰度分布特征,并在此基础上深入研究IBD、EM、NAS-RIF三种经典的非参数迭代类算法和快速处理算法中的代表APEX算法,对部分算法进行了改进,并对部分算法中经验因子的取值问题进行了讨论；然后从算法的收敛性、噪声对算法处理效果的影响和算法运行时间三方面对四种算法的性能进行了比较；(2)对结构相似度(SSIM)不能很好地评估模糊失真类图像的不足进行了改进,运用得到的基于梯度幅值的结构相似度(GRSSIM)对复原效果进行分析,建立了客观指标与主观视觉效果的有机联系,并通过仿真实验验证了其有效性；(3)利用MATLAB中GUI工具,将研究的四种算法、复原效果分析和部分常用图像处理方法进行了集成实现。

全文目录

表目录  6-7
图目录  7-9
摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-16
  1.1 自适应光学及光电成像技术的发展概况  11-13
    1.1.1 自适应光学技术发展概况  11-12
    1.1.2 光电成像技术发展概况  12-13
  1.2 盲复原算法的发展现状  13-15
  1.3 本课题的目的及其意义  15
  1.4 本文主要工作及章节安排  15-16
第二章基于光电图像的盲复原算法研究及仿真  16-47
  2.1 图像盲复原  16-17
  2.2 背景噪声灰度分布的统计分析  17-20
  2.3 IBD算法  20-26
    2.3.1 算法原理  20-22
    2.3.2 算法改进  22-23
    2.3.3 仿真实验及结果分析  23-26
  2.4 EM算法  26-30
    2.4.1 EM算法在光电图像中的应用  26-27
    2.4.2 仿真实验及结果分析  27-30
  2.5 NAS-RIF算法  30-36
    2.5.1 算法原理  30-32
    2.5.2 算法改进  32-34
    2.5.3 仿真实验及结果分析  34-36
  2.6 APEX算法  36-41
    2.6.1 算法原理  36-38
    2.6.2 算法改进  38-39
    2.6.3 仿真实验及结果分析  39-41
  2.7 四种算法的性能比较  41-46
    2.7.1 算法的收敛性  42
    2.7.2 噪声对算法处理效果的影响  42-44
    2.7.3 算法的运行时间  44-46
  2.8 本章小结  46-47
第三章图像复原效果分析  47-56
  3.1 现有评估方法的不足  47-48
  3.2 GRSSIM在图像质量评估中的应用  48-50
    3.2.1 结构相似度  48-49
    3.2.2 基于梯度幅值的结构相似度(GRSSIM)  49-50
  3.3 仿真实验及结果分析  50-55
    3.3.1 GRSSIM应用在图像复原效果评估中的可行性验证  50-53
    3.3.2 四种算法复原效果的比对分析  53-55
  3.4 本章小结  55-56
第四章算法集成及功能实现  56-63
  4.1 设计思路  56
    4.1.1 图形用户界面概述  56
    4.1.2 设计框架  56
  4.2 功能实现  56-62
    4.2.1 主界面介绍  56-57
    4.2.2 IBD算法  57-58
    4.2.3 EM算法  58-59
    4.2.4 NAS-RIF算法  59
    4.2.5 APEX算法  59-60
    4.2.6 图像质量评估  60
    4.2.7 其他功能  60-62
  4.3 本章小结  62-63
结束语  63-64
参考文献  64-66
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  66-67
致谢  67

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