林業(yè)運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原的融合正則化方法

趙汐璇，闞江明

北京林業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，北京 100083

1 引言

林區(qū)立地條件十分復(fù)雜，林業(yè)機(jī)器人（工程裝備）一般屬于大型裝備，在林區(qū)行走作業(yè)時(shí)很容易發(fā)生一些小幅的無規(guī)律運(yùn)動(dòng)（包括在松軟或者潮濕林地上發(fā)生的滑動(dòng)、碰撞障礙物產(chǎn)生的振動(dòng)和不平路面的顛簸）。而林業(yè)機(jī)器人的作業(yè)機(jī)械臂長(zhǎng)達(dá)8 m，相機(jī)安裝在作業(yè)機(jī)械臂的末端，這些小幅的無規(guī)律運(yùn)動(dòng)很容易造成林業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)獲取的圖像產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊，這會(huì)影響后續(xù)的識(shí)別、三維重建和測(cè)量精度等工作。林業(yè)機(jī)器人無規(guī)律運(yùn)動(dòng)情況極為復(fù)雜，并且是必然會(huì)發(fā)生，不可忽視的。針對(duì)這一問題，對(duì)林業(yè)機(jī)器人無規(guī)律運(yùn)動(dòng)條件下的運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原這一非常具有挑戰(zhàn)性且有很大應(yīng)用價(jià)值的圖像盲復(fù)原問題進(jìn)行了研究。

由于圖像盲復(fù)原問題是一個(gè)不適定性問題，這就導(dǎo)致了求解這個(gè)問題時(shí)可能會(huì)獲得無窮多的近似解。因此，怎樣從眾多的近似解中找出最優(yōu)解是圖像盲復(fù)原技術(shù)需要解決的主要問題。在以往的研究中，常使用正則化技術(shù)來解決這個(gè)問題。其思想是通過在代價(jià)函數(shù)中增加問題的正則化約束項(xiàng)，將不適定問題轉(zhuǎn)化為適定的問題[1]。通過怎樣的正則化約束項(xiàng)來構(gòu)造代價(jià)函數(shù)，成為研究的關(guān)鍵問題。麻省理工學(xué)院Fergus等[2]通過高斯模型近似自然圖像的梯度的重尾分布，構(gòu)建圖像恢復(fù)過程的正則項(xiàng)。但由于近似誤差的存在，使得圖像復(fù)原結(jié)果在結(jié)構(gòu)上不夠精確，同時(shí)振鈴效應(yīng)較為嚴(yán)重。……