1.一种基于凹凸混合正则先验的图像盲去卷积方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:输入模糊图像y,设待估计的最终清晰图像和模糊核分别为f和k,且模糊核的尺寸为Z×Z,其中Z为正整奇数,设水平、垂直方向的一阶导数算子矩阵分别为▽h=[1,-1;0,
0],▽v=[1,0;-1,0],分别用于提取图像中水平、垂直方向的图像细节,其中,h代表水平方向,v代表垂直方向;
步骤2:计算对应模糊图像y的梯度域图像为 其中 代表线性
卷积算子,设待估计最终清晰图像的梯度域图像为
步骤3:采用交替迭代方法估计模糊核k和中间清晰图像u,其中,交替迭代总次数设为I;
步骤4:采用多尺度估计策略,即:设尺度总数为S且各相邻尺度间模糊核的尺寸比例为对应最小尺度s=1时的模糊核k(1)的尺寸为3×3,且k(1)=[0,0,0;0,1,0;0,,利用MATLAB中的imresize函数输出模糊图像y及其梯度图像yd在各尺度下的插值图像y(s)和步骤5:利用模糊图像y和上述估计出的 基于倒基尼系数稀疏正则的图像非盲去卷积泛函,最终获得去模糊图像f,即:其中,argminf表示目标泛函取最小值时f所取的值,λ为正则化参数, 表示清晰图像的梯度域图像fd的向量化表示, 表示 的基尼系数,定义如下,即:其中,L为 的维数, 为对序列 由小到大排序后的第l个取值。
2.根据权利要求1所述的一种基于凹凸混合正则先验的图像盲去卷积方法,其特征在于,所述步骤3包括:步骤3-1:初始迭代序号i设为1,模糊核的初始迭代值设为k(0);
步骤3-2:根据以下最小化泛函求解待估计的中间清晰图像:
(i)
其中,u 表示第i次求解上述泛函所得的中间清晰图像,argminu表示目标泛函取最小值时u所取的值,k(i-1)表示第i-1次迭代后模糊核的估计值, 代表2-范数,cu为小于1的正参数, 为cu的i次幂,η为大于0的平衡参数,且 为凹凸混合广义全变差模型,定义如下,即:其中,{zd}为待估计辅助变量,α=(α0,α1)为正则化参数常向量,Σd表示水平、垂直方向上的求和, 为中间清晰图像的梯度域图像,分别代表1-范数和0-范数;
步骤3-3:根据步骤3-1估计的中间清晰图像,利用中间清晰图像的梯度域图像 求解以下最小化泛函估计模糊核,即:其中,k(i)表示待估计模糊核的第i次迭代结果,β=(β0,β1)为正则化参数常向量,argmink表示目标泛函取最小值时k所取的值,ck为小于1的正参数, 为cu的i次幂,为中间清晰图像u(i)的梯度域图像,k(i)≥0表示k(i)中的所有分量都不小于0,且 为凹凸混合弹性网正则化模型,定义如下,即:步骤3-4:令i=i+1,重复步骤3-1至步骤3-2共I次,得到模糊核估计结果k(I)和中间清晰图像估计结果u(I)。
3.根据权利要求1所述的一种基于凹凸混合正则先验的图像盲去卷积方法,其特征在于,所述步骤4包括:步骤4-1:将模糊核k(1)作为第1尺度时的初始模糊核 将 y(1)、 带入上述步骤
3-1至步骤3-4,估计输出第1尺度下的模糊核 与中间清晰图像步骤4-2:利用MATLAB中的imresize函数,在水平、垂直方向上分别将 放大 倍,作为第2尺度下模糊核的初始值 并将 y(2)、 带入上述步骤(3a)-(3d),估计输出第2尺度下的模糊核 与中间清晰图像步骤4-3:依次类推,直至最终估计输出第S尺度下的模糊核 记为
4.根据权利要求2所述的一种基于凹凸混合正则先验的图像盲去卷积方法,其特征在于,所述的步骤3-2中的最小化泛函求解等价于以下优化问题,即:引入以下辅助变量Ah=uh-zh,Av=uv-zv,Bhh=zhh,Bhv=zhv+zvh,Bvv=zvv,得如下的增广拉格朗日函数,即:其中,A=(Ah,Av),B=(Bhh,Bhv,Bvv),由上式得到对应u(i),{zd},A,B各次估计的解析解,且拉格朗日乘子更新如下,即:μd←μd+(ud-zd)-Ad,υhh←υhh+(zhh-Bhh),υhv←υhv+(zhv-Bhv),υvv←υvv+(zvv-Bvv)。
5.根据权利要求2所述的一种基于凹凸混合正则先验的图像盲去卷积方法,其特征在于,步骤3-3中的最小化泛函求解等价于以下优化问题,即:引入辅助变量h=k,得到如下的增广拉格朗日函数,即:
由上式得到对应k(i),h各次估计的解析解,其中,约束条件的满足是通过投影运算实现,且拉格朗日乘子更新如下:μ←μ+(k-h)。
6.根据权利要求1所述的一种基于凹凸混合正则先验的图像盲去卷积方法,其特征在于,所述步骤5中的最小化泛函求解等价于以下优化问题,即:其中, 引入辅助变量fd=gd,可得如下的增广拉格朗日函
数,即:
由上式得到对应f,{gd}各次估计的近似解析解,且拉格朗日乘子更新如下:θd←θd+(fd-gd)。