[發明專利]用于減少運動模糊的方法、系統和計算機程序產品

無效

• 申請號: 201010266447.5
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102005030A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 穆罕默德·西堤奎;哈如恩·法汝·庫什;克勞斯·齊默曼恩
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 宋鶴;南霆

技術領域

本發明涉及編碼式曝光攝影(coded?exposure?photography)領域。更具體而言，本發明涉及用于減少圖像數據中的運動模糊的方法，用于執行該方法的各步驟的計算機程序產品，用于減少圖像數據中的運動模糊的系統以及用于減少運動模糊的系統的成像設備。

背景技術

當用相機捕獲圖像時，圖像并不是表示單個的瞬間，而是表示一段時間里的場景。所以，相對于相機移動的任意對象在利用點擴展函數(pointspread?function，PSF)的卷積(例如，箱式過濾器或寬帶過濾器)之后，圖像將模糊。運動模糊可能由于捕獲圖像時不穩定的手抖動或對象運動而發生，并且圖像將沿著相對運動方向被模糊。

運動模糊可以以下三種不同方式來處理：

1.短曝光時間成像

2.使用傳統的相機方法來進行圖像去模糊

3.使用晃動快門(Flutter?Shutter)方法來進行圖像去模糊

在短曝光時間成像的情況中，每個單獨的幀都可能是有噪聲的。曝光時間越低，到達感測器的光子數越少，因此，所捕獲的圖像噪聲越多。由于感測器沒有捕獲到足夠的光，因此，色調也有可能丟失。

在使用傳統的相機進行的上述第二種去模糊方法的情況中，高的空間頻率由于如圖1中所示的相機曝光樣式(pattern)的箱狀特性而丟失。在圖1中，示出在x軸上示出時間并在y軸上示出快門的打開和關閉的示圖。當圖像與這種響應相卷積時，其使得高頻內容模糊。

因此，在帶限響應的情況中，傅里葉域的PSF覆蓋是不完備的并且信息會丟失。因此，出現平坦模糊和運動模糊，導致連續的模糊。這參考圖2來進行更詳細的說明。圖2示出PSF的傅里葉譜。在x軸中，示出歸一化后的頻率，并且在y軸上，以dB示出大小。可見，傅里葉譜在其譜中包含用30指示的若干個0。在如圖2中所示，PSF的傅里葉譜在其譜中包含零的情況中，逆濾波將放大噪聲并且產生環狀偽影(ringing?artifact)并且使得解卷積成為不適定(ill-posed)問題。

現在，將說明使用晃動快門方法進行去模糊的上述第三種可能。在R.Raskar等的文件“Coded?Exposure?Photography：Motion?Deblurring?usingFluttered?Shutter”(編碼式曝光攝影：使用晃動快門的運動去模糊)中記載了這樣的方法，該文件被通過引用結合于此。快門在單個曝光時間期間根據隨機二進制編碼序列打開和關閉，該編碼序列例如如在A.Agracal等的文件“Coded?Exposure?Deblurring：Optimized?Codes?for?PSF?Estimation?andInvertibility”(編碼式曝光去模糊：用于PSF估計和可逆性的優化代碼)中所記載的那樣。該序列被選擇以使得所產生的運動模糊PSF具有平坦的頻譜并且保留高的空間頻率。在圖3中示出該系統的框圖。

系統100包括編碼式曝光相機101，其使用晃動快門方法攝取若干幀。然后，模糊的圖像111被提交給PSF估計單元103。通過用戶交互接收到的信息120也被提交給PSF估計單元103，PSF估計單元103確定PSF。然后，信息113被提交給解卷積單元105，解卷積單元105執行解卷積并且最終的去模糊圖像115被輸出。

因此，本發明的目標問題是改進現有技術。更具體地，本發明的目的是減少現有技術所造成的問題。

發明內容

該目的用獨立權利要求的特征來實現。

更具體而言，本發明的一個技術方案提供了一種用于減少運動模糊的方法，該方法包括以下步驟：捕獲至少兩個圖像幀，提供值的序列，通過順次地將一個序列值與每個捕獲的幀相關聯來處理每個捕獲的幀，累加所有捕獲的經處理的幀，以及對累加后的幀應用解卷積。還提供了與該方法相應的用于減少運動模糊的系統。

本發明的另一技術方案提供了一種用于減少運動模糊的系統，該系統包括：用于捕獲至少兩個圖像幀的幀捕獲器，用于提供值的序列的序列提供器，用于通過順次地將一個序列值與每個捕獲的幀相關聯來處理每個捕獲的幀的幀處理器，用于累加所有捕獲的經處理的幀的幀累加器，以及用于對累加后的幀應用解卷積的解卷積單元。還提供了一種設備，該設備優選地是包括該系統的具有突發拍攝模式的照相機或攝像機。

在從屬權利要求中闡述了更多特征和優勢。

附圖說明

現在，在以下對優選實施例的描述中將關于附圖來更詳細地描述本發明，在附圖中：

圖1示出傳統曝光樣式，

圖2示出利用傳統技術獲得的PSF的頻譜，