基于残差图像的迭代终止条件及其在NCSR算法中的应用
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作者:
作者单位:

(南昌大学 信息工程学院,南昌 330031)

作者简介:

徐少平(1976-),男,江西九江人,工学博士, 教授,主要的研究方向为图形图像处理技术、机器视觉和虚拟手术仿真等.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61662044,3,81501560,61563035)、江西省自然科学基金(20171BAB202017)和南昌大学国家级创新创业项目(201510403030)资助项目 (南昌大学 信息工程学院,南昌 330031)


Iterative termination criterion based on residual image and its application in N CSR algorithm
Author:
Affiliation:

(School of Information Engineering,Nanchang University,Nanchang 330031,China)

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    摘要:

    现有图像去模糊(deblurring)算法多依赖于 正则化技术以迭代逼近求解最优目标函数 方式实现关于原图像的最佳估计,由于缺乏迭代终止判定条件(ITC),这些算法通常采用固 定迭代 次数实现以至执行效率不高,同时所获得图像的质量在很多时候也未必是最佳的。鉴于在迭 代过程中每一步所获得的中间估计图像经与模糊核卷积后和模糊图像之间残差图像的亮度 值具有显著的高斯分布特点,提出使用广义高斯分布(GGD)模型为迭代过程中的残差图像建 模并以GGD模型参数值作为衡量去模糊效果的度量 (DM,deblurring measure)。基于DM,在保障去模糊图像质量的前提下,设计了ITC自适应 地终止迭代过程以提高去模糊算法的计算 效率。在经典的非局部集中稀疏表示(NCSR,nonlocally centralized sparse representat ion)去模糊算法上完成的大量 的实验表明,对于运动、高斯和失焦3种典型的模糊失真,新提出的ITC能 够有效判定在每一步迭代过程中所获得的估计图像是否已达到最佳的图像质量,从而实现 在保障去模糊图像质量的前提下大幅度提高NCSR算法计算效率的目的。所提出的ITC判定方 法具有普适性,调整相关参数后也可以应用于其它迭代型的去模糊算法。

    Abstract:

    Most of the existing deblurring algorithms rely on regularization technique and achieve the best estimation of the latent image by approximating t he optimal objective function cost iteratively.As lack of iteration termination cr iterion (ITC), these algorithms are usually implemented with fixed iteration steps,which leads to low efficiency and poor quality of the deblurred image in many case s. Considering the fact that the residual image between the intermediate estimated image convoluted with blur kernel and the blurred image at each step has signi ficant characteristics of Gaussian distribution,in this paper,we employ the general ized Gaussian distribution (GGD) model to characterize residual image for each iterative step,and the GGD model parameter is selected as a deblurring measure (DM).Based on the DM,an ITC is designed to terminate the iterative process adaptively to improve the computational efficiency of deblurring algorithm under the premise of guaranteeing the image quality.Extensive experiments conducted by the classical nonlocally centralized sparse representation (NCSR) algorithm show that for motion blur,Gaussian blur,and out of focus blur,the proposed DM metric and th e ITC are effective to determine whether the estimated image obtained at each iterative step achieves the optimal quality,greatly improving the computational efficiency of NCSR algorithm.Moreover,the ITC proposed i n this paper can be applied to other iterative deblurring algorithms after adjusting the relevant parameters.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

徐少平,曾小霞,姜尹楠,林官喜,唐祎玲.基于残差图像的迭代终止条件及其在NCSR算法中的应用[J].光电子激光,2018,29(4):411~422

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  • 收稿日期:2017-06-28
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  • 在线发布日期: 2018-05-02
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