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图像去模糊中的对称化技术。 (英语) Zbl 1534.94004号

摘要:本文介绍了一些预处理技术,这些预处理技术提高了迭代正则化方法应用于由各种点扩散函数(PSF)和边界条件确定的图像去模糊问题的性能。我们首先考虑反恒等式预条件器,该预条件器将与零边界条件问题相关的系数矩阵对称化,允许使用MINRES作为正则化方法。当考虑更复杂的边界条件和强非对称PSF时,我们表明反恒等式预处理器提高了GMRES的性能。然后,我们考虑了平稳和迭代相关的正则化循环预条件,这些预条件与反恒等矩阵以及标准和灵活的Krylov子空间一起应用,可以加快迭代速度。在特殊情况下,证明了预处理矩阵特征值聚类的一个理论结果。大量的数值实验表明了新预处理技术的有效性,包括在考虑稀疏图像去模糊时。

MSC公司:

94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
65层10 线性系统的迭代数值方法
65层22 数值线性代数中的不适定性和正则化问题
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参考文献:

[1] M.S.ALMEIDA和M.FIGUEIREDO,使用交替方向乘数法对未知边界图像进行反褶积,IEEE Trans。图像处理。,22(2013),第3074-3086页·Zbl 1373.94019号
[2] G.BARBARINO、C.GARONI和S.SERRA-CAPIZZANO,块广义局部Toeplitz序列:多维情况下的阶和应用,Electron。事务处理。数字。分析。,53(2020年),第113-216页。https://etna.ricam.oaw.ac.at/vol.53.2020/pp113-216.dir/pp113-216.pdf ·兹比尔1434.65033
[3] P.BRIANZI、F.DI BENEDETTO和C.ESTATICO,通过预处理landweber迭代改进空变图像去模糊,SIAM J.Sci。计算。,30(2008),第1430-1458页·Zbl 1163.94302号
[4] A.BUCCINI和L.REICHEL,大型离散不定问题的2-q正则化方法,科学杂志。计算。,78(2019),第1526-1549页·Zbl 1502.65017号
[5] Y.CAI,M.DONATELLI,D.BIANCHI,和T.-Z.HUANG,用于减少边界伪影的基于帧的图像去模糊的正则化预处理器,SIAM J.Sci。计算。,38(2016),第B164-B189页·Zbl 1382.94010号
[6] D.CALVETTI、B.LEWIS和L.REICHEL,关于线性离散不定问题迭代方法的子空间选择,国际期刊应用。数学。计算。科学。,11(2001),第1069-1092页·Zbl 0994.65043号
[7] J.CHUNG和S.GAZZOLA,大规模反问题的计算方法:混合投影方法综述。arXiv预印,2022年。https://arxiv.org/abs/2105.07221v2。
[8] P.J.DAVIS,《循环矩阵》,威利出版社,纽约,1979年·Zbl 0418.15017号
[9] P.DELL’ACQUA、M.DONATELLI和C.ESTATICO,通过重新模糊技术进行图像恢复的先决条件,J.Compute。申请。数学。,272(2014),第313-333页·Zbl 1294.65026号
[10] P.DELL’ACQUA、M.DONATELLI和L.REICHEL,用于图像恢复的非静态结构预留预处理,收录于成像逆问题的计算方法,M.DONATELLI和S.Serra-Capizano,eds.,Springer,Cham,2019年,第51-75页。
[11] M.DONATELLI、C.ESTATICO、A.MARTINELLI和S.SERRA-CAPIZZANO,使用抗反射边界条件和重新模糊的改进图像去模糊,反问题,22(2006),第2035-2053页·Zbl 1167.65474号
[12] M.DONATELLI和M.HANKE,用于不适定问题的快速非平稳预处理迭代方法,及其在图像去模糊中的应用,反问题,29(2013),第095008条(16页)·Zbl 1285.65030号
[13] M.DONATELLI、D.MARTIN和L.REICHEL,使用抗反射边界条件进行图像去模糊的Arnoldi方法,应用。数学。计算。,253(2015),第135-150页·Zbl 1338.94006号
[14] M.DONATELLI、P.FERRARI和S.GAZZOLA
[15] H.W.ENGL、M.HANKE和A.NEUBAUER,反问题的正则化,Kluwer,Dordrecht,1996年·Zbl 0859.65054号
[16] C.ESTATICO和S.SERRA-CAPIZZANO,无界符号的超优逼近,线性代数应用。,428(2008),第564-585页·Zbl 1137.65025号
[17] 范永伟,纳格,图像去模糊的合成边界条件,线性代数应用。,434(2011),第2244-2268页·Zbl 1210.94013号
[18] P.FERRARI,I.FURCI,S.HON,M.A.MURSALEEN,AND S.SERRA-CAPIZZANO,特殊2乘2块矩阵序列的特征值分布及其在对称Toeplitz结构情况下的应用,SIAM J.矩阵分析。申请。,40(2019),第1066-1086页·Zbl 1426.15041号
[19] S.GAZZOLA、P.C.HANSEN和J.G.NAGY,《IR工具:迭代正则化方法和大规模测试问题的MATLAB包》,Numer。《算法》,81(2019),第773-811页·Zbl 1415.65003号
[20] S.GAZZOLA和J.G.NAGY,稀疏重建的广义Arnoldi-Tikhonov方法,SIAM J.Sci。计算。,36(2014),第B225-B247页·兹比尔1296.65061
[21] S.GAZZOLA、J.G.NAGY和M.SABATéLANDMAN,用于稀疏重建的迭代重加权FGMRES和FLSQR,SIAM J.Sci。计算。,43(2021年),第47-S69页·Zbl 1490.65068号
[22] A.GREENBAUM,求解线性系统的迭代方法,SIAM,费城,1997年·Zbl 0883.65022号
[23] M.HANKE,J.NAGY,AND R.PLEMMONS,《不适定问题的预处理迭代正则化》,收录于《数值线性代数》,L.Reichel,A.Ruttan AND R.S.Varga,eds.,De Gruyter,Berlin,1993年,第141-164页·Zbl 0794.65039号
[24] M.HANKE和J.G.NAGY,用对称不定共轭梯度技术恢复大气模糊图像,反问题,12(1996),第157-173页·Zbl 0859.65141号
[25] P.C.HANSEN,秩亏和离散病态问题,SIAM,费城,1998年。
[26] 离散逆问题,SIAM,费城,2010年·Zbl 1197.65054号
[27] P.C.HANSEN、J.G.NAGY和D.P.O'LEARY,《去模糊图像:矩阵、光谱和滤波》,SIAM,费城,2006年·Zbl 1112.68127号
[28] S.HON、M.A.MURSALEEN和S.SERRA-CAPIZZANO,对称Toeplitz序列谱分布的注记,线性代数应用。,579(2019),第32-50页·Zbl 1419.15025号
[29] G.HUANG,A.LANZA,S.MORIGI,L.REICHEL,AND F.SGALLARI,用于图像恢复的p-q优化的优化-基于基因的Krylov子空间方法,BIT,57(2017),第351-378页·Zbl 1369.65073号
[30] T.K.JENSEN和P.C.HANSEN,最小残差法迭代正则化,BIT,47(2007),第103-120页·Zbl 1113.65037号
[31] M.KILMER和G.W.STEWART,迭代正则化和MINRES,SIAM J.矩阵分析。申请。,21(2000),第613-628页·Zbl 0951.65037号
[32] M.MAZZA和J.PESTANA,翻转多层Toeplitz矩阵和某些预处理的渐近谱,SIAM J.矩阵分析。申请。,42(2021),第1319-1336页·Zbl 1476.65036号
[33] J.G.NAGY、M.K.NG和L.PERRONE,自反边界条件下图像恢复的Kronecker乘积近似,SIAM J.Matrix Anal。申请。,25(2003),第829-841页·Zbl 1068.65055号
[34] J.PESTANA和A.J.WATHEN,非对称Toeplitz矩阵的预处理MINRES方法,SIAM J.矩阵分析。申请。,36(2015),第273-288页·Zbl 1315.65034号
[35] P.TILLI,关于Toeplitz矩阵谱分布的注释,线性多线性代数,45(1998),第147-159页·Zbl 0951.65033号
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