用正则化线性规划模型恢复模糊图像

IF 0.4 Q4 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY
Ingenieria Pub Date : 2021-08-01 DOI:10.14483/23448393.17240
J. Fuentes, Jorge Mauricio Ruiz
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Resultados: Se probo que el metodo propuesto conduce a mejoras notables en las imagenes recuperadas. Los experimentos numericos muestran que el metodo de programacion lineal funciona mucho mejor que los propuestos en la literatura, en terminos de valores de PSNR, SSIM y en la calidad visual de las imagenes reconstruidas. Conclusiones: El problema de programacion lineal regularizado puede utilizarse eficazmente como modelo matematico del problema de restauracion de imagenes borrosas. Para trabajos futuros se plantea el estudio de la seleccion automatica de parametros de regularizacion y solucion de restauracion sin conocimiento previo del nucleo de difuminado. EnglishContext: Minimization problems in the sense of least squares have constantly been used in the restoration of blurred images. They are characterized by their sensitivity to outliers, which significantly affects affecting the quality of the restored image relevantly. 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摘要

西班牙背景:最小平方意义上的最小化问题一直被用于恢复模糊图像。它们的特点是对非典型值敏感,显著影响恢复图像的质量。考虑到L1标准对非典型数据的敏感性较低,模糊图像的恢复问题被提出为一个线性规划问题。方法:用内点法求解线性规划问题。介绍了将正则化技术应用于搜索图像及其导数的线性规划问题。对不同类型的模糊图像与其他修复技术进行了比较研究。结果:实验表明,该方法对图像的恢复有明显的改善。数值实验表明,线性规划方法在PSNR、SSIM值和重建图像的视觉质量方面比文献中提出的方法要好得多。结论:正则化线性规划问题可以有效地作为模糊图像恢复问题的数学模型。对于未来的工作,提出了在不事先了解模糊核的情况下,自动选择正则化参数和恢复解决方案的研究。EnglishContext:在恢复模糊图像时,一直使用最小平方意义上的最小化问题。它们的特点是对异常的敏感性,这显著影响了相关恢复图像的质量。由于L1-范数对异常点不太敏感,图像去模糊问题被提出为一个线性规划问题。方法:采用内点法求解线性规划问题。本文介绍了图像搜索正则化技术的适应及其对线性规划问题的推导。在不同类型的图像模糊下,与其他恢复方法进行了比较研究。结果:所提出的方法使恢复的图像有了显著的改善。数值实验表明,从PSNR和SSIM值以及重建图像的视觉质量来看,线性编程方法的效果比文献中提出的方法要好得多。结论:正则化线性规划问题可以有效地用作图像去模糊问题的数学模型。对于未来的工作,有计划在不事先了解模糊核的情况下研究正则化参数的自动选择和恢复解决方案。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Restauración de imágenes borrosas usando un modelo regularizado de programación lineal
espanolContexto: Los problemas de minimizacion en el sentido de los minimos cuadrados han sido constantemente usados en la restauracion de imagenes borrosas. Estos se caracterizan por ser sensibles a valores atipicos afectando significativamente la calidad de la imagen restaurada. Teniendo en cuenta que la norma L1 es menos sensible a datos atipicos, el problema de restauracion de imagenes borrosas se plantea como un problema de programacion lineal. Metodo: Un metodo de punto interior se utiliza para la solucion del problema de programacion lineal. Se presenta la adaptacion de tecnicas de regularizacion al problema de programacion lineal de la imagen buscada y su derivada. Se realiza un estudio comparativo con otras tecnicas de restauracion bajo diferentes tipos de difuminado de imagenes. Resultados: Se probo que el metodo propuesto conduce a mejoras notables en las imagenes recuperadas. Los experimentos numericos muestran que el metodo de programacion lineal funciona mucho mejor que los propuestos en la literatura, en terminos de valores de PSNR, SSIM y en la calidad visual de las imagenes reconstruidas. Conclusiones: El problema de programacion lineal regularizado puede utilizarse eficazmente como modelo matematico del problema de restauracion de imagenes borrosas. Para trabajos futuros se plantea el estudio de la seleccion automatica de parametros de regularizacion y solucion de restauracion sin conocimiento previo del nucleo de difuminado. EnglishContext: Minimization problems in the sense of least squares have constantly been used in the restoration of blurred images. They are characterized by their sensitivity to outliers, which significantly affects affecting the quality of the restored image relevantly. Since the L1-norm is less sensitive to outliers, the image deblurring problem is posed as a linear programming problem. Method: An interior point method is used to solve the linear programming problem. This article presents the adaptation of regularization techniques of the image sought and its derivative to the problem of linear programming. A comparative study with other restoration methods under different types of image blurring is conducted. Results: The proposed method leads to remarkable improvements in the recovered images. Numerical experiments show that the linear programming method works much better than those proposed in the literature, in terms of PSNR and SSIM values, as well as in the visual quality of the reconstructed images. Conclusions: The regularized linear programming problem can be effectively used as a mathematical model of the image deblurring problem. For future work, there are plans to study of the automatic selection of regularization parameters and restoration solutions without prior knowledge of the blur kernel.
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