Normalized Blind Deconvolution
1. 论文的研究目标与意义
1.1 研究目标
论文旨在通过重新设计盲去卷积(Blind Deconvolution)中的模糊核(Blur Kernel)归一化约束,解决传统方法中因模糊核尺度模糊性导致的“无模糊解”偏好问题。具体而言,作者提出了一种基于 L²范数的归一化策略(替代传统L¹范数),使得即使使用简单的凸先验(如总变差 Total Variation, TV),也能显著提升盲去卷积的性能,达到甚至超越基于复杂非凸先验的先进方法。
1.2 实际意义与产业价值
- 技术痛点:传统盲去卷积方法因采用L¹归一化模糊核,导致优化过程倾向于“无模糊解”(模糊核退化为Dirac函数,即无模糊),需依赖复杂的手动调度策略(如正则化权重调整)。
- 创新贡献:提出的L²归一化策略不仅抑制了无模糊解,还通过动态调整正则化权重,简化了优化流程。
- 应用场景:相机防抖、医学成像增强、监控视频修复等需要高效去模糊的领域。
2. 新方法、模型与公式详解
2.1 核心模型:L²归一化约束
传统盲去卷积问题定义为:
min k , x ∥ y − k ∗ x ∥ 2 2 + λ ∥ ∇ x ∥ 2 subject to ∥ k ∥ 1 = 1 , k ≥ 0. ( 1 ) \min_{k, x} \|y - k * x\|_2^2 + \lambda \|\nabla x\|_2 \quad \text{subject to} \quad \|k\|_1 = 1, \quad k \geq 0. \qquad (1) k,xmin∥y−k∗x∥22+λ∥∇x∥2subject to∥k∥1=1,k≥0.(1)
作者指出,L¹归一化(即模糊核元素和为1)是任意选择,且容易导致无模糊解。为此,提出更一般的 L⁴归一化约束(p≥2),重构问题为:
min w , z ∥ y − w ∗ z ∥ 2 2 + λ ∥ ∇ z ∥ 2 subject to ∥ w ∥ p = 1 , w ≥ 0. ( 2 ) \min_{w, z} \|y - w * z\|_2^2 + \lambda \|\nabla z\|_2 \quad \text{subject to} \quad \|w\|_p = 1, \quad w \geq 0. \qquad (2) w,zmin∥y−w∗z∥22+λ∥∇z∥2subject to∥w∥p=1,w≥0.(2)
通过变量替换 k = w / ∥ w ∥ 1 k = w / \|w\|_1 k=w/∥w∥1 和 x = ∥ w ∥ 1 z x = \|w\|_1 z x=