[發明專利]非均一運動模糊圖像的恢復方法

有效

• 申請號: 201310377605.8
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103544681A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 戴瓊海;李雯;張軍
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京航空航天大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及圖像復原技術領域，特別涉及一種非均一運動模糊圖像的恢復方法。?

背景技術

運動模糊是一種在成像過程中普遍存在的現象。位于快速行駛的汽車、飛機或其他飛行器上的相機，在拍攝圖像的過程中由于拍攝對象相對速度過快或者拍攝過程中的抖動，使得拍攝的圖像產生運動模糊，嚴重影響了獲取圖像的質量。實現運動模糊圖像的復原，恢復原始的清晰圖像，有利于獲取更高分辨率的圖像細節信息，對于使用許多基于圖像信息進行的后續處理是非常必要的預處理過程。?

在運動模糊的研究當中，通常假設得到的模糊圖像服從以下成像模型：?

其中，B為獲取的模糊圖像，I為要恢復的清晰圖像，K為模糊核，n為加性噪聲。在該模型的定義中，模糊圖像是由清晰圖像與模糊核卷積，再加入噪聲而產生的。圖像恢復工作一般可以分成兩步來完成：一是運動模糊核的估計；二是根據估計的模糊核的圖像去卷積。基于單幅圖像的運動去模糊是較為欠定的問題，通常是通過分析模糊圖像和清晰圖像的特點，將得到其分布情況的先驗信息作為約束條件添加到圖像恢復過程中。?

現有的圖像去模糊算法絕大部分均將相機抖動模糊假設為空間一致的。近年來的很多研究表明，除平面內平移外，轉動也是手持相機運動中不可忽略的成分，從而使得采集得到的圖像模糊具有空間不一致性。在拍攝過程中相機沿著一條連續的軌跡不斷運動，包含了沿x、y、z三個坐標軸的平移和繞三個坐標軸的旋轉。相機姿態發生變換后，采集到的圖像可以看作是初始場景圖像經過了一個仿射變換后的結果。因此，最終采集到的模糊圖像可以看作是若干仿射變換后圖像的加權和，如下：?

B=Σj=1Kμj(HjI)+n,]]>

其中，B,I,n∈R^N分別表示模糊圖像B、清晰圖像I和噪聲n的向量形式，H_j∈R^N×N為對應于相機姿態j的仿射變換矩陣。權值μ_j對應于相機在該姿態停留時間占總曝光時間的比例。所有的權值組成一個列向量μ，且有∑_jμ_j＝1。與空間一致模糊卷積模型相比較，權值向量μ即對應于模糊核K。?

而要描述相機在六維運動空間的運動參數，μ的維數通常很高，要給出合理的初始值是非常困難的。?

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。?

為此，本發明的一個目的在于提出一種非均一運動模糊圖像的恢復方法，該方法基于運動模糊圖像成像模型，通過結合局部模糊核和相機全局運動參數的對應關系，能夠實現快速、有效、魯棒及低誤差的運動模糊圖像恢復。?

為達到上述目的，本發明的實施例提出了一種非均一運動模糊圖像的恢復方法，包括以下步驟：S1：在模糊圖像中選取多個圖像塊，其中，所述多個圖像塊相互重疊；S2：根據均一模糊圖像恢復方法分別求取所述多個圖像塊的局部模糊核和去模糊圖像塊；S3：根據所述多個圖像塊的局部模糊核和去模糊圖像塊建立所述多個圖像塊的局部模糊核與相機全局運動參數之間的對應關系，并根據所述對應關系估計所述相機的初始全局運動參數；S4：對所述相機的初始全局運動參數和所述去模糊圖像塊進行迭代以得到估計的相機的最終全局運動參數；以及S5：根據所述相機的最終全局運動參數對所述模糊圖像進行計算以得到最終的去模糊圖像。?

根據本發明實施例的非均一運動模糊圖像的恢復方法，通過混合相機采集系統，獲得場景的近紅外閃光圖像和可見光圖像，針對非均一運動模糊圖像恢復的問題，基于運動模糊圖像成像模型，通過結合局部模糊核和相機全局運動參數的對應關系，得到合理有效的運動參數估計，從而能夠實現快速、有效、魯棒及低誤差的運動模糊圖像恢復，使得采集的圖像能夠更方便地服務于各種應用。?