分别使用Richardson-Lucy极大似然估计法、正则化最小二乘法对因大气湍流造成的模糊的图像进行复原,给出MATLAB代码
时间: 2024-10-23 21:05:48 浏览: 35
Richardson-Lucy (RL) 和 Tikhonov 正则化是最常用的图像恢复技术,尤其是在光学成像领域,由于大气湍流引起的模糊。下面是使用 MATLAB 实现这两种方法的基本步骤:
1. **Richardson-Lucy算法** 是一种迭代的去卷积算法,适用于线性和非线性系统的图像恢复,假设模糊是线性的。
```matlab
function deblurred_img = rl_deconvolution(blurry_img, psf, iterations)
% blurry_img: 输入模糊图像
% psf: 点扩散函数(Point Spread Function)
% iterations: RL 迭代次数
function h = psf_response(psf, img)
h = conv2(img, psf, 'same');
end
img_initial = zeros(size(blurry_img));
for i = 1:iterations
h = psf_response(psf, blurry_img);
ratio = blurry_img ./ h; % 找到局部强度比例
img_temp = img_initial .* ratio;
img_initial = img_temp ./ sum(img_temp(:)); % 更新图像
end
deblurred_img = img_initial;
end
% 示例使用
psf = fspecial('average', 5); % 假设5x5平均PSF
deblurred_img = rl_deconvolution(blurry_img, psf, 50); % 50次迭代
```
2. **Tikhonov正则化**,也称为Ridge Regression,是一种通过最小化损失函数加上惩罚项来进行的最小二乘法,常用于防止过拟合。
```matlab
function deblurred_img = tikhonov_reg(deblurred_init, blurry_img, psf, lambda)
% blurry_img: 输入模糊图像
% psf: 点扩散函数
% lambda: 正则化参数
% deblurred_init: 初始去模糊猜测
% ...其他计算步骤略...
% 计算L2损失 + λ*||∇x deblurred||^2的总和
loss = norm(blurry_img - psf * deblurred_init, 'fro')^2 + lambda * sum(sum(diff(deblurred_init).^2));
% 使用优化工具求解最小化这个损失的解
% 可能需要使用lsqnonlin或其他优化函数,取决于MATLAB版本
% 这里仅作为示例,未包含完整的优化过程
deblurred_final = optimizeDeblurredSolution(loss, deblurred_init); % 假设optimizeDeblurredSolution存在
deblurred_img = deblurred_final.x;
end
```
注意这里的 `optimizeDeblurredSolution` 需要用户自定义一个优化函数来找到最小化的解。
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