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图像引导滤波器在单幅图像复原中的应用

作　者: 王峰
导　师: 方帅
学　校: 合肥工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 图像引导滤波器图像复原传输图模糊图深度图
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

降质图像的存在使得图像复原成为机器视觉的一个重要研究领域，其中雾天模糊图像和散焦模糊图像是最为常见的降质图像。目前关于雾天图像和散焦图像的复原方法有很多，取得的效果也较为显著，但是还存在一些问题，主要有噪声放大、计算复杂度高和传输图/模糊图不精确。针对这些问题，本文对单幅雾天模糊图像和散焦模糊图像的复原进行研究。利用引导滤波器的原理，依据退化模型和合适的约束条件，设计了图像引导滤波器，该滤波器仅通过单次迭代来实现最优化问题的求解，且具有保边去噪功能。本文的工作主要有以下三个方面：(1)用最优化框架描述了雾天图像复原问题，针对传输图和噪声项分别设计了联合双边滤波器和双边滤波器，利用两次图像引导滤波器对此优化问题求解，达到了同步复原与去噪的效果。另外，通过色彩恢复因子保证雾天图像色彩的真实性。(2)针对散焦退化过程提出一种新的点退化模型，抛弃了传统的卷积形式的退化模型，这为高效的离焦复原算法提供了理论保障。(3)采用局部模糊估计点退化模型中的关键参数模糊图，利用引导滤波器对其进行修正，得到反映全局模糊程度的精细模糊图。基于此精细模糊图和简单的几何约束估计出场景深度图。利用精确模糊图和场景深度图，实现对散焦输入图进行多重聚焦处理，包括去模糊、散焦放大、改变深度场、调节焦距的模拟等。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-18
  1.1 课题研究意义  12-13
  1.2 图像引导滤波器的研究现状  13-14
  1.3 图像复原算法的相关研究  14-17
    1.3.1 雾天图像复原算法  14-15
    1.3.2 散焦图像复原算法  15-17
  1.4 本文研究内容与章节安排  17-18
第二章可引导滤波器  18-27
  2.1 引言  18
  2.2 双边滤波器  18-23
    2.2.1 算法分析  18-22
    2.2.2 联合双边滤波器  22-23
  2.3 可引导滤波器  23-26
    2.3.1 算法分析  23-25
    2.3.2 与双边滤波的联系与区别  25-26
  2.4 本章小节  26-27
第三章基于双边滤波的单幅雾天图像复原  27-39
  3.1 引言  27
  3.2 单幅雾天图像复原  27-31
    3.2.1 雾天图像退化模型  27-30
    3.2.2 暗原色先验  30-31
    3.2.3 现有方法的总结  31
  3.3 考虑噪声的雾天图像退化模型  31-32
  3.4 雾天图像复原与去噪的问题描述  32
  3.5 基于两次双边滤波的同步复原与去噪  32-33
  3.6 雾天图像色彩恢复  33-34
  3.7 实验结果与分析  34-38
  3.8 本章小结  38-39
第四章基于模糊图的散焦图像复原  39-53
  4.1 引言  39
  4.2 散焦图像退化模型  39-42
    4.2.1 散焦光学成像过程  39-40
    4.2.2 散焦点退化模型  40-41
    4.2.3 与传统散焦退化模型之间的联系  41-42
  4.3 基于可引导滤波的模糊图修正  42-44
    4.3.1 局部模糊估计  42-44
    4.3.2 模糊图修正  44
  4.4 基于局部约束的散焦图像复原  44-46
  4.5 几何条件约束下的深度图获取  46-47
  4.6 基于深度图的多聚焦图像生成  47-48
  4.7 实验结果与分析  48-52
  4.8 本章小结  52-53
第五章总结和展望  53-55
  5.1 全文总结  53
  5.2 未来展望  53-55
参考文献  55-61
攻读硕士学位期间主要科研工作及成果  61-62

图像引导滤波器在单幅图像复原中的应用

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