去除彩色图像散焦模糊的方法

摘要

一种去除彩色图像散焦模糊的方法，由散焦模糊的彩色图像分解、建立图像去除散焦模糊模型、对图像去除散焦模糊模型进行离散化处理、输出去除散焦模糊后的彩色图像组成。本发明采用将散焦模糊的彩色图像分解成红、绿、蓝三个单原色分量，建立红、绿、蓝三幅二维单原色图像去除散焦模糊模型，进行离散化处理，将红、绿、蓝三幅二维单原色图像合成一幅彩色图像，输出。本发明具有方法简单、去除彩色图像散焦模糊效果好等优点，可用于对散焦模糊的彩色图像进行处理。

主权项

一种去除彩色图像散焦模糊的方法，其特征在于由下述步骤组成：(1)散焦模糊的彩色图像分解将一幅散焦模糊的彩色图像分解为红、绿、蓝三个单原色分量构成的三幅散焦模糊的二维单原色图像，分别进行去除散焦模糊处理；(2)建立图像去除散焦模糊模型将红、绿、蓝三幅二维单原色散焦模糊图像，采用各向异性扩散方法建立红、绿、蓝三幅二维单原色图像去除散焦模糊模型为：$g_t=\mathrm{div}(s\left(\right|(\frac{{\partial G}_{\sigma }}{\partial x}+\frac{{\partial G}_{\sigma }}{\partial y})\times g\left|\right)\times (\frac{\partial g}{\partial x}+\frac{\partial g}{\partial y}))+f\left(g\right)$g(x,y,0)＝g₀(x,y)，(x,y)∈R²式中，g_t为建立图像去除散焦模糊模型,g₀(x,y)为初始输入图像，g为被处理的图像，div为散度算子；x,y分别为图像中每个像素点的位置坐标；G_σ为高斯平滑核函数，σ滤波尺度因子为1或2；R²表示图像区域；f(g)为反应项；为扩散项，表示一个非负单调递减函数，满足条件s(0)＝1，按照下式$s\left(\right|(\frac{{\partial G}_{\sigma }}{\partial x}+\frac{{\partial G}_{\sigma }}{\partial y})\times g\left|\right)=(1+\left(\right|\frac{{\partial G}_{\sigma }}{\partial x}+\frac{{\partial G}_{\sigma }}{\partial y}\left|\right)\times (\frac{{\partial G}_{\sigma }}{\partial x}+\frac{{\partial G}_{\sigma }}{\partial y})\times g{)}^2$上式中的高斯平滑核函数为：$G_{\sigma }(x,y)=\frac{1}{{2\mathrm{\pi \sigma }}^2}\exp (-\frac{(x^2+y^2)}{{2\sigma }^2})$上式中的反应项函数为：$f\left(g\right)=\left\{\begin{array}{cc}-(u-g),& g\le u_1\\ -\frac{\log \left((g-u_k)(g-v_k)\right)}{v_k-u_k},& g\in [u_k,v_k)\\ \frac{\log \left((g-u_{k+1})(g-v_k)\right)}{u_{k+1}-v_k},& g\in [v_k,u_{k+1})\\ -(g-u_{k+1}),& g\ge u_{q+1}\end{array}\right.$上式中，k为1，q为2；u₁为15或37，v₁为43或49，u₂为67或167,v₂为123或195，u₃为203或215；(3)对图像去除散焦模糊模型进行离散化处理将建立的红、绿、蓝三幅二维单原色图像去除散焦模糊模型采用有限差分法进行离散化处理，构成离散化的图像去除散焦模糊模型；采用有限差分法进行离散化处理为：$\begin{array}{c}\frac{(g_{i,j}^{n+1}-g_{i,j}^n)}{\tau }=\frac{{\left(\right|{▿G}_{\sigma }\times g^n\left|\right)}_{i,j}^n}{h}\{2\times [(g_{i+1,j}^n+g_{i-1,j}^n)+(g_{i,j+1}^n+g_{i,j-1}^n)]+(g_{i+1,j+1}^n+g_{i-1,j-1}^n)+(g_{i+1,j-1}^n+\\ g_{i-1,j+1}^n)-12g_{i,j}^n\}+{\left(\frac{\partial \left(\right|{▿G}_{\sigma }\times g^n\left|\right)}{\partial x}\right)}_{i,j}^n{\left(g_x\right)}_{i,j}^n+{\left(\frac{\partial \left(\right|{▿G}_{\sigma }\times g^n\left|\right)}{\partial y}\right)}_{i,j}^n{\left(g_y\right)}_{i,j}^n+f\left(g_{i,j}^n\right)\end{array}$该差分格式为二层显式格式，i,j分别为图像像素点的位置坐标，截断误差为O(τ+h²)；上式中时间离散步长τ为5～10，空间离散步长h为400；其中：(g_x)_i,j＝(2(g_i+1,j‑g_i‑1,j)+g_i+1,j+1‑g_i‑1,j+1+g_i+1,j‑1‑g_i‑1,j‑1)/4(g_y)_i,j＝(2(g_i,j+1‑g_i,j‑1)+g_i+1,j+1‑g_i+1,j‑1+g_i‑1,j+1‑g_i‑1,j‑1)/4(4)输出去除散焦模糊后的彩色图像采用迭代的方法对红、绿、蓝三幅二维单原色散焦模糊图像进行处理，得到红、绿、蓝三幅去除散焦模糊后清晰的二维单原色图像，将红、绿、蓝三幅二维单原色图像合成一幅彩色图像，输出。