[发明专利]基于全变分正则化和变量分裂的无透镜成像快速重构方法

摘要

本发明公开了一种基于全变分正则化和变量分裂的无透镜成像快速重构方法。该方法针对无透镜成像系统的图像重构问题采用全变分正则化和变量分裂的思想，将待求解的目标函数分裂成两个子问题，最后交替求解子问题得到最终的结果。首先，根据无透镜成像中的线性成像机理引入全变分正则化图像重构模型；接着引入辅助变量，运用变量分裂方法将待求解的目标函数分裂成两个子问题；然后对这两个子问题分别使用吉洪诺夫(Tikhonov)正则化和各项异性的全变分（TV）正则化进行求解；最后交替求解这两个子问题找到最优解。本发明不仅能使得无透镜图像重构在不理想因素的存在下稳定进行，并且有效地去除噪声，同时还能保持重构图像的边缘等细节信息。

主权项

1.一种基于全变分正则化和变量分裂的无透镜成像快速重构方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：获取传感器仿真测量值；输入自然图像和无透镜成像系统的转换矩阵，根据无透镜成像系统的成像机理，通过计算机模拟得到不同噪声程度下的传感器测量值；步骤2：构建图像重构保真项；使用矩阵L2范数构造图像重构保真项；步骤3：构建图像梯度稀疏正则项；根据图像梯度稀疏先验，构造各项异性的全变分正则项；步骤4：构建重构模型及模型分裂；根据保真项和正则项构建重构模型，引入辅助变量，运用分裂Bregman方法将模型的目标函数分裂成逆子问题和全变分去噪两个子问题；步骤5：逆子问题求解；对转换矩阵进行奇异值分解，然后运用吉洪诺夫(Tikhonov)正则化直接求解的思想求解该子问题；步骤6：全变分去噪子问题求解；引入辅助变量替代目标函数中的梯度项，然后运用分裂Bregman方法求解该子问题；步骤7：模型求解；迭代步骤5和步骤6，当满足终止条件时终止迭代，输出重构图像。