Blind image deconvolution refers to the problem of simultaneously estimating the blur kernel and the true image from a set of observations when both the blur kernel and the true image are unknown. Sometimes, additional image and/or blur information is available and the term semi-blind deconvolution (SBD) is used. We consider a recently introduced Bayesian conjugate hierarchical model for SBD, formulated on an extended cyclic lattice to allow a computationally scalable Gibbs sampler. In this article, we extend this model to the general SBD problem, rewrite the previously proposed Gibbs sampler so that operations are performed in the Fourier domain whenever possible, and introduce a new marginal Hamiltonian Monte Carlo (HMC) blur update, obtained by analytically integrating the blur-image joint conditional over the image. The cyclic formulation combined with non-trivial linear algebra manipulations allows a Fourier-based, scalable HMC update, otherwise complicated by the rigid constraints of the SBD problem. Having determined the padding size in the cyclic embedding through a numerical experiment, we compare the mixing and exploration behaviour of the Gibbs and HMC blur updates on simulated data and on a real geophysical seismic imaging problem where we invert a grid with $300\times50$ nodes, corresponding to a posterior with approximately $80,000$ parameters.


翻译:盲图像反卷积是指在模糊核与真实图像均未知的情况下,从一组观测数据中同时估计模糊核与真实图像的问题。当存在额外的图像和/或模糊信息时,该问题通常被称为半盲反卷积。本文研究一种近期提出的用于半盲反卷积的贝叶斯共轭分层模型,该模型构建于扩展的循环格点上,以实现计算可扩展的吉布斯采样器。本文中,我们将该模型推广至一般半盲反卷积问题,重构了先前提出的吉布斯采样器以尽可能在傅里叶域中执行运算,并引入了一种新的边缘哈密顿蒙特卡洛模糊核更新方法——该方法通过对图像与模糊核的联合条件分布进行解析积分得到。循环格点构造结合非平凡的线性代数操作,实现了基于傅里叶变换的可扩展哈密顿蒙特卡洛更新,而这一更新过程原本因半盲反卷积问题的刚性约束而难以实现。通过数值实验确定了循环嵌入所需的填充尺寸后,我们在模拟数据及真实地球物理地震成像问题上比较了吉布斯采样与哈密顿蒙特卡洛模糊核更新的混合与探索性能,其中反演网格包含 $300\times50$ 个节点,对应约 $80,000$ 个参数的后验分布。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学(特别是功能分析)中,卷积是对两个函数(f和g)的数学运算,产生三个函数,表示第一个函数的形状如何被另一个函数修改。 卷积一词既指结果函数,又指计算结果的过程。 它定义为两个函数的乘积在一个函数反转和移位后的积分。 并针对所有shift值评估积分,从而生成卷积函数。
【CVPR2024】贝叶斯扩散模型用于三维形状重建
专知会员服务
34+阅读 · 2024年3月12日
【Nature】贝叶斯统计与建模综述,26页pdf
专知会员服务
77+阅读 · 2021年1月21日
【ICLR-2020】网络反卷积,NETWORK DECONVOLUTION
专知会员服务
39+阅读 · 2020年2月21日
【干货书】贝叶斯推断随机过程,449页pdf
专知
30+阅读 · 2020年8月27日
【新书册】贝叶斯神经网络,41页pdf
专知
29+阅读 · 2020年6月3日
【深度】让DL可解释?这一份66页贝叶斯深度学习教程告诉你
GAN生成式对抗网络
15+阅读 · 2018年8月11日
贝叶斯机器学习前沿进展
机器学习研究会
21+阅读 · 2018年1月21日
深度 | 一文概览图卷积网络基本结构和最新进展
机器之心
17+阅读 · 2017年11月30日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月12日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员