[發明專利]一種面向測量領域的圖像去模糊評估方法

在審

• 申請號: 201810957343.5
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109242790A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 劉巍;潘翼;李肖;王福吉;賈振元;馬建偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/80;G06T7/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

本發明一種面向測量領域的圖像去模糊評估方法屬于計算機視覺測量技術領域，涉及一種面向測量領域的圖像去模糊評估方法。該方法首先搭建雙目視覺測量系統，驅動機床帶動用于表征定位信息的標記點高速運動，同時采集序列圖像。其次利用曝光時間、幀頻已知先驗信息求解模糊核，基于非盲復原算法實現圖像去模糊。然后建立圖像去模糊評估函數，結合精度指標、圖像結構數值分析及客觀評價方法將誤差波動幅度，圓心距約束條件，及圖像結構相似度三種評估手段歸一化，對圖像還原效果進行定性評價，最終實現面向測量領域的圖像去模糊評估。該方法實現了對面向測量領域的圖像去模糊的有效評估，方法可行性及魯棒性好。

技術領域

本發明屬于計算機視覺測量技術領域，涉及一種面向測量領域的圖像去模糊評估方法。

背景技術

隨著硬件設備、軟件性能的快速發展及測量成本的不斷降低，視覺測量技術因具有非接觸、動態測量、信息量豐富等優點，被認為是實現現場實時測量的有效有段之一。視覺測量的原理為通過相機采集二維圖像，經過圖像處理以還原被測目標的三維空間信息，但在高動態測量領域中，被測目標的高速運動會導致拍攝的圖像產生運動模糊，極大影響定位測量精度，近年來學者針對圖像去模糊問題進行深入研究，但現有圖像還原質量評估手段主要包括均方差、信噪比、峰值信噪比、灰度平均梯度法等，然而因實際測量環境不同、紋理背景差異、噪聲等因素都對圖像復原評估方法具有較大影響，上述評估手段普遍為視覺效果上的改善或計算圖像信噪比等客觀評價方法，無法應用到測量領域，因此發明一種面向測量領域的圖像去模糊評估方法具有重要意義。

廣西師范大學梁曉萍、羅曉曙等發明的專利號為CN 106296619A的“一種基于圖像列灰度概率一致性的高速運動圖像去模糊方法”，該方法結合遺傳算法建立圖像去模糊模型，使用維納濾波進行圖像去模糊并輸出信噪比。但該方法使用信噪比來評估圖像去模糊結果，僅適用于靜態或準靜態圖像去模糊及效果評價。南昌大學黃綠娥、吳祿慎等發明的專利號為CN107945127A的“一種基于圖像列灰度概率一致性的高速運動圖像去模糊方法”，該方法通過根據相機前向運動模糊過程建模，基于列灰度一致性進行圖像去模糊方法并使用灰度均方誤差作為評價指標。該方法適用于相機運動條件下圖像去模糊評估，不能應用于高精度測量領域。

發明內容

本發明要解決的技術難題是克服現有技術的缺陷問題，發明一種面向測量領域的圖像去模糊評估方法。該方法采用雙目視覺測量系統，控制機床帶動標記點高速運動以采集序列圖像，利用已知先驗信息完成模糊核的求解并基于非盲復原算法實現圖像高精度還原，然后針對測量領域提出圖像去模糊評估函數，結合測量領域的關鍵從誤差波動幅度，圓心距約束條件，及圖像結構相似度三個方面對圖像還原效果進行評估，將精度指標、圖像特性分析及客觀評價方法歸一化，最終實現面向測量領域的圖像去模糊評估。該方法結合客觀評價方法與自身圖像特性，能對測量領域下的運動圖像去模糊效果定性評估，且可行性好。

本發明所采用的技術方案是一種面向測量領域的圖像去模糊評估方法，其特征是，該方法采用雙目視覺測量系統驅動機床帶動用于表征定位信息的標記點高速運動，同時采集序列圖像，其次利用曝光時間、幀頻已知先驗信息求解模糊核，基于非盲復原算法實現圖像去模糊，然后建立圖像去模糊評估函數，結合精度指標、圖像結構數值分析及客觀評價方法將誤差波動幅度，圓心距約束條件，及圖像結構相似度三種評估手段歸一化，對圖像還原效果進行定性評價，最終實現面向測量領域的圖像去模糊評估；方法的具體步驟如下：

步驟1：搭建視覺測量系統采集圖像

首先搭建雙目視覺測量系統并進行相機標定，將上表面含有圓形標記點的測量目標固定安裝在數控機床上，兩個工業相機通過型材懸掛固定在測量目標上方，測量過程中驅動數控機床帶動測量目標按設定的軌跡高速運動，同時觸發相機拍攝測量目標，來得到含有運動模糊的標記點序列圖像并儲存到計算機。

步驟2：求解模糊核進行圖像去模糊