[发明专利]一种基于弥散圆拟合的多光谱图像散焦模糊核估计方法

说明书

本发明公开了一种基于弥散圆拟合的多光谱图像散焦模糊核估计方法，属于图像处理技术领域。本方法根据光线与透镜折射率的关系，推导出光线的波长与弥散圆半径的关系，使用均方误差评价不同通道图像之间的相似度，计算得到初始的模糊核大小，使用移动最小二乘结合上述的弥散圆公式，对模糊核的初始值进行拟合优化，得到准确大小的高斯模糊核。本发明方法考虑到多光谱图像中弥散圆与波长的关系，结合计算量较小的移动最小二乘拟合，提高了模糊核估计的准确性和计算效率，同时，通过相邻通道图像的初始模糊核估计，结合高斯核的平方级联，避免了内容不一致导致的低准确性问题。

技术领域

本发明涉及一种多光谱图像模糊核估计方法，特别涉及一种基于弥散圆拟合的多光谱图像散焦模糊核估计方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

随着多光谱成像技术的发展，越来越多的多光谱成像技术运用到各行各业，涉及农业、遥感、显微和航天等各个方面。然而，由于设备自身承重的限制，很多轻量级的多光谱成像应用不能装配复杂的镜头组，而是选择了使用简单透镜的成像系统。简单透镜对于不同波长光线的折射率差异较大，使得这些光线在成像平面形成不同大小的弥散圆上，导致各个通道的图像呈现不同程度的散焦模糊。在各种去散焦模糊算法中，对于模糊核的估计是非常重要的一环。

对于多光谱图像散焦模糊核估计这一问题，国内外的学者已经做了大量的基础研究。常用的模糊核估计方法主要分为两种：基于单通道图像的估计方法和基于多通道图像的估计方法。

基于单通道图像的估计方法以基于暗通道先验的估计方法(J.Pan,D.Sun,H.Pfister，and M.-H.Yang.Deblurring images via dark channel prior，IEEETrans.Pattern Anal.Mach.Intell.，pp.1–1，2018)为代表，该方法将暗通道先验结合到最大后验概率估计模型中，通过对每一个通道图像求解概率模型得到该通道对应的模糊核。但是，该方法在估计模糊核时没有考虑到多光谱图像多个通道模糊核之间的内在关系，准确度较低且计算量大。

基于多通道图像的估计方法以基于通道间相关性的模糊核估计方法(S.-J.Chenand H.-L.Shen，Multispectral image out-of-focus deblurring using interchannelcorrelation，IEEE Trans.Image Process.，vol.24，no.11，pp.4433–4445，2015)为代表，主要通过归一化交叉相关评价各个通道图像与参考通道图像的相似度，进而计算得到对应的模糊核。该方法计算量较低，但是，由于未考虑不同图像内容对于相似度计算的影响，导致其对于大波长和小波长对应通道的模糊核估计准确度较低。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的缺陷，针对多光谱图像处理中的散焦模糊核估计问题，提出一种基于弥散圆拟合的多光谱图像散焦模糊核估计方法。本发明方法能够有效提高模糊核估计的准确性。

本发明方法技术方案的基本思想是：

根据光线与透镜折射率的关系，推导出光线的波长与弥散圆半径的关系。使用均方误差评价不同通道图像之间的相似度，计算得到初始的模糊核大小。使用移动最小二乘结合上述的弥散圆公式，对模糊核的初始值进行拟合优化，得到准确大小的高斯模糊核。

本发明的实现步骤如下：

一种基于弥散圆拟合的多光谱图像散焦模糊核估计方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、计算多光谱图像相邻图像帧间的模糊核。