[发明专利]大气湍流退化图像重建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种退化图像重建方法，特别涉及一种大气湍流退化图像重建方法。

背景技术

文献“Xiang Zhu;Milanfar,P.,Removing Atmospheric Turbulence via Space-Invariant Deconvolution,Pattern Analysis and Machine Intelligence,IEEE Transactions on,vol.35,no.1,pp.157,170,Jan.2013”提出一种基于B样条配准、时间域核回归去噪以及全局一致盲复原的多帧湍流图像重建和复原框架。该方法利用多帧平均图像作为参照图像，使用基于B样条的非刚性图像配准方法对大气湍流引起的图像扭曲进行消除。对于配准（对齐）后的图像序列，将每幅图像以每个像素点为中心分为具有相同大小重叠的图像块，以此构建了与图像像素数目相同数量的图像块序列。进而使用序列核回归的方法使用每个图像块序列构建潜在衍射模糊图像（仅包含全局一致衍射模糊的图像）中相应位置的像素点。最后使用全局一致盲反卷积的方法对衍射模糊进行消除，从而得到清晰的最终重建结果图。文献所述方法框架中依赖B样条配准与插值对图像进行畸变矫正，但无法精确地消除大气湍流引起的图像扭曲，并会引入一定程度的人造衍生物；核心重建部分的时间序列核回归依赖配准精度，并且仅仅利用了相同位置的单像素点作为核回归的样本对象，没有充分利用时空领域的领域信息，损失了图像细节。

发明内容

为了克服现有湍流图像重建和复原方法重建和复原图像清晰度差的不足，本发明提供一种大气湍流退化图像重建方法。该方法充分考虑了配准误差、配准插值造成的人造衍生物的影响以及空间和时间维度存在的冗余结构信息对重建观测物体的作用，利用建立时空中相似图像块以及图像块内像素与潜在高质量图像内容之间的统计依赖关系，并设计了相应的采样策略在时空中选取具有相似结构的高质量图像块。使用邻域合并方法求得衍射模糊图像。最后利用通用的全局一致反卷积方法对衍射模糊图像进行去模糊得到清晰的重建图像。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大气湍流退化图像重建方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一、使用基于B样条的非刚性配准方法估计畸变图像中像素点相对参考图像的运动场并对图像序列进行配准。用序列的平均图像做配准的参考图像R，在图像网格中选取均匀的距离相同的控制点，用控制点的运动参数通过B样条插值表示畸变图像全局的畸变场。使用双向投影误差估计每帧像素点的畸变场，优化目标函数C(p)为：