张姣,李俊山,李成,胡双演,汪晓建.基于低秩稀疏分解的湍流退化图像序列的盲去卷积算法[J].光电子激光,2015,26(7):1374~1380
基于低秩稀疏分解的湍流退化图像序列的盲去卷积算法
A multi-frame blind deconvolution algorithm based on low-rank decomposition for turbulence-degraded images
投稿时间:2015-01-13  
DOI:
中文关键词:  图像高复原  低秩分解  非增广拉格朗日乘子法(IALM)  大气湍流退化
英文关键词:low-rank decomposition  inexact augmented Lagrange multiplier (IALM)  turbu lence-degraded  pixel distorted  multi-frame blind restoration
基金项目:国家自然科学基金(61175120)资助项目 (1.第二炮兵工程大学,陕西 西安 710025; 2.武警工程大学,陕西 西安 710086)
作者单位
张姣 第二炮兵工程大学,陕西 西安 710025 
李俊山 第二炮兵工程大学,陕西 西安 710025 
李成 第二炮兵工程大学,陕西 西安 710025 
胡双演 第二炮兵工程大学,陕西 西安 710025 
汪晓建 第二炮兵工程大学,陕西 西安 710025
武警工程大学,陕西 西 安 710086 
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中文摘要:
      针对湍流退化图像序列存在像偏移、像抖动和像 模糊的问题,提出一种基于低秩稀疏分解和多帧去 卷积的图像复原算法。首先分析大气湍流下图像序列的退化特征,然后在低秩稀疏分解的思 想下,采用非增广拉格朗日乘子(IALM)法优化由低秩 矩阵的核范数和稀疏 矩阵的Frobenius范数之和构成的目标函数,将湍流退化序列分解为低秩稳像和稀疏湍流两 部分;最后利用 多帧去卷积算法复原对齐的稳像。实验结果表明,本文算法能够有效校 正湍流像素偏移,在提高复原质量和速度方面取得了明显的效果。
英文摘要:
      In order to correct pixel distortion and reduce time-varying blur,a novel blind restoration algorithm based on low-rank decomposition is proposed in this paper,which is capable of r estoring a high-quality image from the turbulence-degraded image sequence.The paper firstly analyzes the infrared imag e characteristics at the atmospheric turbulence.Next,it decomposes the turbulence sequence into two comp onents of the stabilized background,the turbulence and noise through low-rank decomposition.The decom position is simplified into a minimization of nuclear norm and Frobenius norm,optimized by inexact augmented Lagrange multiplier (IALM).Finally, a multi-frame blind deconvolution algorithm is implemented to deblur the stabil ized images,generating the final output.Experimental results verify the effectiveness of the algorithm.I t can effectively alleviate blur and distortions,improve visual quality and recovery speed significantly.
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