Learning Discriminative Data Fitting Functions for Blind Image Deblurring论文阅读

1. 论文的研究目标与实际问题

本文的研究目标是解决盲图像去模糊（Blind Image Deblurring）中的核心问题：通过学习判别性数据拟合函数来提升模糊核估计和潜在图像恢复的精度。传统方法主要依赖人工设计的图像先验（如梯度稀疏性、暗通道先验等），但忽视了数据拟合函数的重要性。本文提出，通过数据驱动的方式从大规模数据中学习不同数据拟合项的权重，从而更有效地约束模糊核和图像的优化过程。

解决的重大问题：

• 传统方法使用固定数据拟合项（如仅强度或梯度）可能导致次优解，特别是对复杂模糊核和场景的泛化能力不足。
• 手动设计数据拟合项的权重难以适应不同场景（如自然图像、文本图像）和非均匀模糊。

产业意义：
盲去模糊在手机摄影、监控视频恢复、医学成像等领域有广泛应用。提升模糊核估计的精度可显著改善图像质量，降低人工干预需求；同时，该方法的通用性（可扩展至非均匀模糊和特定领域任务）为商业化算法开发提供了新思路。

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2. 论文提出的新思路、方法与模型

2.1 核心创新

核心贡献是提出一种两阶段学习框架：

1. 模糊核估计阶段：通过优化数据拟合项的权重（而非固定权重）来最小化估计核与真实核的差异。
2. 潜在图像恢复阶段：利用学习到的权重优化非盲去卷积过程。

传统方法（如[16,35]）通常固定数据拟合项（如强度用于图像恢复、梯度用于核估计），而本文通过引入线性滤波器组合的权重学习，自适应地融合多阶梯度信息。

2.2 关键公式

总能量函数（Formula 2）：
$$E(I,k)=\sum _i{\omega }_i{\Vert f_i\ast I\ast k-f_i\ast B\Vert }_2^2+\phi (I)+\varphi (k),$$
其中 ${\omega }_i$ 为数据拟合项的权重，$f_i$ 为线性滤波器（如零阶、一阶、二阶梯度），$\phi (I)$ 和 $\varphi (k)$ 分别为图像和核的先验项。

权重学习目标函数（Formula 3）：
$$\underset{{\omega }_i}{\min }$$