[發明專利]一種模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法

在審

• 申請號: 201510037693.6
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104616257A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 黃惠芬;鄭曉勢;常玉紅;王志紅;賀永會
• 申請（專利權）人: 山東省計算中心(國家超級計算濟南中心);黃惠芬
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/20
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 褚慶森

1.一種模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法，其特征在于，通過以下步驟來實現：

a).運動或離焦模糊的判斷，對于待清晰化的模糊退化數字圖像，首先人為地判斷其是否存在運動模糊或離焦模糊，如果存在，則執行步驟b)；如果不存在，則執行步驟c)；

b).運動或離焦模糊的清晰化，對于待清晰化的數字圖像，采用公式（1）對其進行清晰化處理：

?????（1）

為對原始圖像的一個估計，為圖像的退化函數，為圖像的加性噪聲；和獲取的越準確，就越接近；由模糊運動方向和運動長度確定；

利用獲取的模糊運動方向和長度對圖像進行清晰化處理，并將模糊圖像的加性噪聲去除，以獲取清晰圖像；執行步驟c)；

c).判斷是否存在拍攝條件所限的模糊，判斷待清晰化的圖像是否存在由于拍攝條件惡劣所造成的圖像模糊，如果存在，則執行步驟d)；如果不存在，則執行步驟e)；

d).模糊圖像的清晰化處理，設待處理圖像中像素點的R、G、B值分別為、、，圖像中所有像素點的R、G、B值的取值范圍分別為、、，0≤≤255，0≤≤255，0≤≤255，利用公式（2）對其進行清晰化處理：

????????（2）

利用求取的、、值來替換像素點的R、G、B值，即可實現對圖形的清晰化處理；其中，，，；執行步驟e)；

e).分辨率低下模糊的判斷，人為判斷是否存在由于圖像分辨率較低所導致的圖像模糊不清的情形，如果沒有，則執行步驟g)；如果存在，則執行步驟f)；

f).低分辨率圖像的清晰化處理，通過以下步驟來實現：

f-1).多幅低分辨率圖像的獲取，如果待清晰化的圖像為視頻幀圖像，通過對視頻幀的處理，獲取多幅畫面一致的低分辨率圖像；如果待清晰化的圖像為單幅數字圖像，則采用插值法獲取多幅畫面一致的低分辨率圖像；設獲取的低分辨率圖像的數量為N個；

f-2).圖像的超分辨率重建，依據步驟f-1)中所獲取的N個低分辨率圖像，采用去模糊、降噪的超分辨率圖像重建方法，獲取模糊圖像的超分辨率圖像；執行步驟g)；

g).圖形處理完畢，模糊退化數字圖形的復原處理完畢，對于存在運動或離焦模糊、拍攝條件惡劣所造成的圖像模糊、分辨率低下所造成的圖像模糊均可消除，最后獲取的圖像為原始模糊圖像科學、合理的復原圖像，其顯示的細節內容可作為證據使用。

2.根據權利要求1所述的模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法，其特征在于：步驟b)中所述的運動或離焦模糊的清晰化過程通過以下步驟來實現：

b-1).圖像的差分運算，采用基于旋轉差分算子的運動模糊方向來估計模糊圖像的運動方向，將差分算子與模糊圖像采用公式（3）進行線性卷積運算，實現對模糊圖像的差分運算：

??????????（3）

其中，表示原始模糊圖像，表示方向差分算子，表示被差分算子作用后的差分結果；

b-2).運動方向的確定，令按照=的順序依次變化，并求出相應的，并按照公式（4）求出每個中像素絕對值的和：

?????（4）

在運算的過程中，如果滿足不等式（5）的出現，

???（5）

則使具有極小值的角度值即為模糊圖像的運動方向，設運動方向為；

b-3).運動模糊參數的求取，采用模糊圖像點擴散函數參數估計方法來估計運動模糊圖像的運動長度；

采用公式（6）求取運動模糊參數：

???（6）

為初始模數運動參數，為運動步長，D為搜索次數，1≤≤D；

b-4).獲取再次模糊圖像，利用模糊參數對原始模糊圖像模糊處理得到再次模糊的圖像，通過公式（7）進行求取：

?????（7）

b-5).模糊運動長度的確定，計算誤差，使具有最小值的即為模糊運動步長。

3.根據權利要求1或2所述的模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法，其特征在于：步驟b)中加性噪聲的去除通過均值濾波法、中值濾波法或者頻域低通濾波法來實現。

4.根據權利要求1或2所述的模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法，其特征在于：步驟d)中，如果所獲取的圖像為灰度值圖像，設像素點的灰度值為，圖像中所有像素的灰度值范圍為,0≤≤255；則模糊圖像的清晰化處理通過公式（8）來實現：

????????（8）

利用求取的值來替換像素點的值，即可實現對圖形的清晰化處理；其中，。