[发明专利]基于三字典块匹配的图像复原方法

摘要

本发明公开了一种基于三字典块匹配的图像复原方法，主要解决现有技术在图像复原时，无法锐化图像边缘且造成部分图像高频细节丢失的问题。本发明的技术方案为：首先输入一幅待处理模糊图像，并构造模糊字典Db，清晰字典Dc和高频字典Dh；然后通过将待处理的模糊图像分块，分别找到各图像块在模糊字典Db中最匹配的图像块；再利用三个字典间的一一对应关系恢复出低频结果图和高频结果图；最后将恢复出的低频结果图和高频结果图相加，得到最终的复原结果图。本发明在图像复原时，能够去除图像梯度效应，锐化图像边缘，恢复图像高频细节信息，提高模糊图像的恢复质量。可用于对各种已知模糊类型的模糊图像进行复原。

主权项

1.一种基于三字典块匹配的图像复原方法，包括如下步骤：(1)输入一幅待处理模糊图像X_b，初始化模糊图像X_b的低频结果图X_l＝0，低频结果图X_l的大小与模糊图像X_b大小相同；初始化模糊图像X_b的高频结果图X_h＝0，高频结果图X_h的大小与模糊图像X_b相同；(2)将待处理模糊图像X_b进行大小为5×5的分块，分块过程中相邻块之间重叠4个像素，得到图像块集合P＝{P(i)|i＝1，2，…，G}，初始化i＝1；(3)设构造字典所用的清晰样本图像的个数M＝5，模糊字典D_b、清晰字典D_c和高频字典D_h分别含有的图像块数目N＝300000，聚类数目n＝600；(4)对M幅清晰样本图像进行预处理并采样，分别得到模糊字典D_b，清晰字典D_c和高频字典D_h：(4a)对M幅清晰样本图像用与待处理模糊图像X_b相同的模糊核进行模糊化，得到M幅模糊样本图像，对这M幅模糊样本图像分别按照从左到右，从上到下的顺序提取5×5的图像块，把得到的N个图像块排成一行，得到模糊字典D_b；(4b)对M幅清晰样本图像分别按照从左到右，从上到下的顺序提取5×5的图像块，把得到的N个图像块排成一行，得到清晰字典D_c；(4c)对M幅清晰样本图像进行高斯高通滤波，得到M幅高频图像，对这M幅高频图像分别按照从左到右，从上到下的顺序提取5×5的图像块，把得到的N个图像块排成一行，得到高频字典D_h；(5)将模糊字典D_b中的所有图像块用k-means方法聚成n类，得到聚类中心集C＝{C(k)|k＝1，2，…，n}；(6)提取模糊图像X_b中的第i个图像块P(i)，在聚类中心集C＝{C(k)|k＝1，2，…，n}中搜索与图像块P(i)最匹配的聚类中心C(j)，C(j)为聚类中心集C中的第j个聚类中心；(7)搜索聚类中心C(j)子类中与图像块P(i)最匹配的前5个图像块P′_b(t)，t＝1，2，…，5，通过模糊字典D_b、清晰字典D_c和高频字典D_h这三个字典图像块之间的位置对应关系，分别找到清晰字典D_c中与P′_b(t)相对应的5个清晰图像块P′_c(t)和高频字典D_h中与P′_b(t)相对应的5个高频图像块P′_h(t)；(8)通过非局部权重公式求出与图像块P(i)最匹配的5个图像块P′_b(t)对于图像块P(i)的权重系数w(t)，对清晰字典D_c中的5个清晰图像块P′_c(t)进行非局部协作处理，得到低频结果图像块P_l(i)；对高频字典D_h中的5个高频图像块P′_h(t)进行非局部协作处理，得到高频结果图像块P_h(i)，将P_l(i)和P_h(i)放到低频结果图X_l和高频结果图X_h中对应位置，同时将图像块P(i)的标记修改为i＝i+1；(9)判断图像块标记i是否大于待处理模糊图像X_b中所含的图像块总数G，如果i＞G，则执行步骤(10)；否则，返回步骤(6)，直到满足条件i＞G为止；(10)分别对低频结果图X_l和高频结果图X_h中的像素重叠部分求平均，得到求平均后的低频结果图与求平均后的高频结果图最终的复原图X为与相加之和，即X=X‾l+X‾h.]]>