航天探测多谱图像的快速复原是航天科技人员长期致力而未能有效解决的科学难题。针对航天探测多谱图像的复原问题，本书主要总结了作者及其领导的团队多年来在多谱图像复原方向的研究成果，对多谱图像复原理论与算法进行了深入探讨。主要内容包括：图像复原基本概念方法及评价；基于频域共轭梯度法的交替迭代复原算法；基于各向异性双重正则化的总变分复原算法；湍流退化复杂背景图像的相邻帧复原算法；双重循环交替迭代最大似然估计复
原算法；双重循环迭代复原算法的加速技术；湍流退化图像并行集群复原实现；湍流退化图像复原多DSP并行处理方法；动目标多视点图像去模糊及三维重建；目标探测多谱图像统一复原方法。本书所述的理论、方法及模型不仅具有较好的学术理论价值，而且在航天探测和目标识别过程中具有重要实际作用。本书可供航天探测与目标识别、精确制导与控制、信息处理等领域的科技工作者参考，也可作为高等院校相关专业博士及硕士研究生的教学用书。The fast restoration method of multi-spectral images has been studied for long time，but up to now this scientific issue has not been attacked effectively.In order to solve the restoration problem of multi-spectral real images，this book main summarizes author and team’s research work for many years，and this book discusses and probes into the multi-spectral image restoration theory and methods.Contents of this book include：basic concepts，method and assessment of image restoration，alternating iterative restoration methods based on conjugate gradient method，total variation restoration methods based on double anisotropic regularization，adjacent frame turbulence-degraded complex background image restoration method，research on acceleration technology of double inner iterative restoration，turbulence degraded image restoration method with implementation of parallel cluster and multiple DSP parallel processing，moving target multiple viewpoints image deblurring and three dimensional reconstruction，target detection multi-spectral image universal restoration method.This book proposed the new theory，new method and new model which have a good theoretic depth，and play an important role in space probing.This book is suitable researchers in the field of precise guidance and control，computer information and signal processing，space probing and target recognition，and so on.It also can be used as the reference book for teaching for teachers and students in colleges.
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第1章 绪论 171.1 引言 17
1.2 目标探测多谱图像复原的研究背景 18
1.3 国内外研究现状及发展动态分析 251.3.1 Richardson-Lucy等非盲目图像复原技术不满足实际退化图像复原的首要条件 25
1.3.2 IBD盲目复原及其正则化方法对航天探测图像的复原存在不可逾越的技术瓶颈 26
1.3.3 不依赖退化模式的统一复原方法的形成 28
1.4 本书内容安排 29
第2章 图像复原基本概念、方法及评价 312.1 图像退化原因 31
2.2 图像退化模型 322.2.1 函数的模型化 32
2.2.2 离散序列的退化模型 33
2.2.3 循环矩阵的特征分解 36
2.2.4 图像复原的频域解 37
2.3 图像复原基本方法 382.3.1 无约束恢复 38
2.3.2 有约束恢复 39
2.3.3 非线性复原方法 42
2.4 图像盲目去卷积方法 43
2.5 湍流退化图像的复原方法 45
2.6 图像复原质量评价 47
第3章 基于频域共轭梯度法的交替迭代复原算法 503.1 概述 50
3.2 基于频域共轭梯度法的优化复原算法原理 52
3.3 算法的稳定性处理 54
3.4 算法的约束条件 55
3.5 算法的实现流程 56
3.6 试验结果与分析 57
第4章 基于各向异性双重正则化的总变分复原算法研究 614.1 概述 61
4.2 总变分极小复原算法原理简介 62
4.3 各向异性双重正则化方法 63
4.4 基于交替最小化的算法实现与流程 67
4.5 试验结果与分析 68
第5章 湍流退化复杂背景图像的相邻帧复原算法 715.1 概述 71
5.2 部分卷积理论与复杂背景图像相邻帧复原算法 72
5.3 基于各向异性和二阶加权梯度差分的约束优化估计 74
5.4 二阶加权差分的定义 75
5.5 基于滞后迭代极小化的PSF求解方法 78
5.6 二阶加权梯度算子矩阵的快速构造 78
5.7 算法流程与复杂背景目标图像的滤波复原 80
5.8 湍流退化图像复原算法集成及系统功能 81
5.9 试验结果与分析 82
第6章 双重循环交替迭代最大似然估计复原算法 906.1 概述 90
6.2 多帧最大似然估计复原原理 91
6.3 双重循环最大似然估计复原方法 92
6.4 各向异性正则化的双重循环最大似然估计复原方法 94
6.5 像偏移的计算及像抖动的校正 96
6.6 试验结果与分析 96
第7章 双重循环迭代复原算法的加速技术研究 1047.1 概述 104
7.2 双重内循环迭代复原算法的原理 105
7.3 基于线性搜索的迭代加速方法 105
7.4 试验结果与分析 107
第8章 湍流退化图像并行集群复原方法研究与实现 1108.1 概述 110
8.2 空间域迭代计算的数学模型 111
8.3 基于空间域按行分片的并行计算处理方法 114
8.4 基于MPI环境的并行计算与实现 116
8.5 试验结果与分析 118
第9章 湍流退化图像复原多DSP并行处理方法研究 1229.1 概述 122
9.2 湍流退化图像复原多DSP并行处理方法研究 123
9.3 双重循环多帧复原算法计算分解及数据流图 126
9.4 算法流程及算法计算量分析 130
9.5 试验结果与分析 133
第10章 动目标多视点图像去模糊及三维重建 13510.1 概述 135
10.2 沿模糊路径去卷积的单视点图像去运动模糊 13810.2.1 线性运动模糊图像的模型分析 138
10.2.2 沿模糊路径去卷积 139
10.2.3 试验结果与分析 141
10.3 双目两视点图像去模糊方法 14710.3.1 双目两视点图像运动模糊分析 147
10.3.2 双目两视点模糊核的路径关系 148
10.3.3 基于MAP算法的双目两视点图像去模糊过程 151
10.3.4 双目两视点图像去模糊试验分析 154
10.4 动目标多视点图像去模糊 15710.4.1 多视点成像系统和试验平台 157
10.4.2 动目标多视点图像的模糊分析 158
10.4.3 基于各向异性正则化的模糊核及路径精确估计 160
10.4.4 模糊核路径的精细化提炼方法 162
10.4.5 多视点图像点扩展函数路径关系的建立 165
10.4.6 基于点扩展函数内在关系约束的多视点图像模糊路径的求解 169
10.4.7 基于模糊核路径内在关系约束的多视点图像联合去模糊 169
10.4.8 多视点图像去模糊方法的计算复杂度分析 170
10.4.9 复杂场景条件下动目标的提取方法 171
10.4.10 动目标多视点图像去模糊及三维重建的实验分析 173
10.5 多视点图像去模糊平台 17810.5.1 基于ARM体系结构的多视点图像去模糊平台 178
10.5.2 基于DSP的多视点图像去模糊平台 180
第11章 目标探测多谱图像统一复原算法 18411.1 概述 184
11.2 多谱图像过渡区共性分析及零交叉点特征的过渡区提取方法 185
11.3 多谱图像点扩展函数离散化及其基于信任点选择的统一计算模型 187
11.4 多谱图像的高清晰化快速复原及关键技术研究 190
11.5 空可变多谱图像统一去模糊方法 19311.5.1 空可变多谱图像复原模型建立 194
11.5.2 实验分析 196
11.6 试验结果与分析 198
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