基于梯度域多测度的湍流空变退化图像复原方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61701353
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0116.图像信息处理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

With the development of detector performance, and the detective field of view angle widened, space variant turbulence degradation gradually becomes a bottleneck problem which restricts the development of remote object detection technology. In order to deal with the fast-changing turbulence motion, the randomness of varying point spread functions, computational complexity and overall results are sensitive to computational error, this program aims at turbulence space variant degraded image restoration based on multiple measurements in gradient domain. The main content is as the following. We define statistic measurements in gradient domain and propose point spread function estimation method based on measurements fusion. In order to make blur matrix fits parameters characteristics of turbulence space variant degradation, and preserve details and textural features in restored image, adding parameters constraint term of blur matrix and nonlocal similarity constraint terms as regularization terms, we build turbulence space variant degraded image restoration model. We introduce error matrix to eusure the robustness of model. Then turbulence degraded images are restored. This program will provide new theoretical method and technical support for improving real turbulence degraded space variant image quality, and make the pavement for the real application of turbulence degraded space variant image restoration.
随着探测器性能的发展,探测视场角度的变宽,空变湍流退化逐渐成为严重制约着现在及未来远距离目标探测技术发展的瓶颈问题。由于湍流运动的瞬息万变特性,点扩展函数的随机变化多样性,计算复杂性及整体结果对计算误差的敏感性,本项目开展基于梯度域多测度的湍流空变退化图像复原方法研究。主要内容包括:为了精确地估计点扩展函数,本项目在梯度域定义利于点扩展函数估计的统计测度,提出基于测度融合的点扩展函数估计方法;为了使模糊矩阵更符合湍流空变退化主要参数化特性,并保留恢复图像中的细节和纹理特征,以模糊矩阵的湍流退化参数约束项和对图像施加非局部相似性约束为正则化项,建立湍流空变退化图像复原模型,并引入误差矩阵使空变模型具有鲁棒性,对湍流空变退化图像实现快速优化复原。本研究成果为提高实际湍流空变退化图像的质量提供新的理论方法和技术支撑,为实际湍流退化空变复原的应用奠定扎实基础。

结项摘要

本项目开展了基于梯度域多测度的湍流空变退化图像复原方法研究,发表论文18篇,其中9篇外文期刊,4篇国内期刊,5篇会议。申请发明专利2项,获得2020年自动化协会科技进步奖1项(排名第4)。研究成果主要包括: 首先,分析湍流退化空变图像的梯度域,充分利用梯度域信息,定义了基于方向梯度直方图、梯度、模糊带宽度的测度,并融合梯度域的多测度,获取利于模糊核估计的有效图像内容。其次,为了提升空可变图像复原的速度和获取合理的图像块,对空可变退化图像进行自适应分块,建立基于梯度域多测度的多正则化约束的湍流退化空变复原模型。最后,提出了多正则化约束的湍流退化空变图像的快速鲁棒优化复原方法,多正则化包括:基于显著边缘选择正则化项的湍流退化图像复原、基于分数阶微分算子和自适应加权梯度正则化的湍流退化图像复原、基于卷积神经网络去噪正则化约束的湍流退化图像盲复原、基于去噪约束和深度图像先验正则化的盲图像复原。为提高实际湍流退化空变图像的质量提供新的理论方法和技术支撑,为实际湍流退化空变复原的应用奠定扎实的基础。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(5)
专利数量(2)
Removing Atmospheric Turbulence Effects Via Geometric Distortion and Blur Representation
通过几何畸变和模糊表示消除大气湍流影响
  • DOI:
    10.1109/tgrs.2020.3043627
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Xia Hua;Chao Pan;Yu Shi;Jianguo Liu;Hanyu Hong
  • 通讯作者:
    Hanyu Hong
Optical remote sensing image enhancement with weak structure preservation via spatially adaptive gamma correction
通过空间自适应伽玛校正实现弱结构保留的光学遥感图像增强
  • DOI:
    10.1016/j.infrared.2018.08.019
  • 发表时间:
    2018-11-01
  • 期刊:
    INFRARED PHYSICS & TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Huang, Zhenghua;Fang, Hao;Li, Yongjiu
  • 通讯作者:
    Li, Yongjiu
非合作水雷目标图像非均匀强噪声去除方法
  • DOI:
    10.3788/irla20200344
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪汉玉;吴世康;时愈;吴锦梦;孙春生
  • 通讯作者:
    孙春生
Unidirectional variation and deep CNN denoiser priors for simultaneously destriping and denoising optical remote sensing images
用于同时对光学遥感图像进行去条纹和去噪的单向变化和深度 CNN 去噪器先验
  • DOI:
    10.1080/01431161.2019.1580821
  • 发表时间:
    2019-08-03
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF REMOTE SENSING
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Huang, Zhenghua;Zhang, Yaozong;Xiong, Shiqi
  • 通讯作者:
    Xiong, Shiqi
A correction method for aero-optics thermal radiation effects based on gradient distribution and dark channel
基于梯度分布和暗通道的气动光学热辐射效应校正方法
  • DOI:
    10.1007/s11801-019-8189-z
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Optoelectronics Letters
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Hong Hanyu;Shi Yu;Zhang Tianxu;Liu Zhao
  • 通讯作者:
    Liu Zhao

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其他文献

基于边缘增强总变分正则化盲泊松图像反卷积
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    时愈;洪汉玉;华夏
  • 通讯作者:
    华夏
基于旋转不变的三维细化算法及三维非接触测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    华中科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪汉玉;乔明川;黄丽坤;时愈
  • 通讯作者:
    时愈
立体视觉双目图像MAP的优化复原方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    武汉科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范艳;时愈;华夏;张天序
  • 通讯作者:
    张天序
图像并行集群复原校正方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    软件导刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    华夏;时愈;洪汉玉
  • 通讯作者:
    洪汉玉
动目标多视点基于标定的去模糊方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪汉玉;华夏;白浩玉;时愈
  • 通讯作者:
    时愈

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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