[發(fā)明專(zhuān)利]一種單幅圖像去運(yùn)動(dòng)模糊方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011346852.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112381742A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉成;殷松峰;付明;米文忠;劉澍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)合肥公共安全研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 張景云

本發(fā)明提供一種單幅圖像去運(yùn)動(dòng)模糊方法，包括以下步驟：S01.計(jì)算模糊核方向，根據(jù)圖像在頻域上的特征，在使用Radon變換的基礎(chǔ)上，利用閾值法計(jì)算模糊核的方向，該方法可以準(zhǔn)確獲取模糊核的方向。S02.計(jì)算模糊核長(zhǎng)度，根據(jù)模糊核的方向和輸入圖像的信息計(jì)算出模糊核的長(zhǎng)度，根據(jù)模糊核方向和模糊核長(zhǎng)度計(jì)算得到模糊核，再根據(jù)模糊核和原圖片信息復(fù)原圖片。本發(fā)明通過(guò)閾值法，排除有干擾的方向，以免找到錯(cuò)誤方向，保證獲取的方向的精準(zhǔn)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像復(fù)原技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種單幅圖像去運(yùn)動(dòng)模糊方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著安防監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展和相關(guān)設(shè)施的廣泛部署，由安防監(jiān)控?cái)z像設(shè)備記錄的視頻、圖像成為責(zé)任追溯、案件偵查、司法鑒定的重要參考材料。但由于成像設(shè)備在拍攝成像時(shí)，易受到拍攝對(duì)象、拍攝設(shè)備、拍攝物體或拍攝環(huán)境等因素影響而拍出具有運(yùn)動(dòng)模糊的圖像，使得車(chē)牌、人臉、文字等重要信息完全無(wú)法辨認(rèn)，而在多數(shù)情況下，不具備重新拍攝或不能拍攝清晰圖像時(shí)，從而拍出的圖像失去意義。對(duì)運(yùn)動(dòng)模糊圖像進(jìn)行圖像復(fù)原，得到清晰的原圖，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

運(yùn)動(dòng)模糊圖像的形成可建模如下：

I_b＝I_o*q+ε (2-1)

其中，I_o表示清晰圖像；q為運(yùn)動(dòng)模糊核，具有兩個(gè)參數(shù)：角度和長(zhǎng)度；ε表示隨機(jī)噪聲；I_b表示成像設(shè)備獲取的運(yùn)動(dòng)模糊圖像。

運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原的目的就是根據(jù)獲取的模糊圖像I_b，盡可能真實(shí)地恢復(fù)出I_o，這需要提前獲知模糊核q。當(dāng)q提前已知的前提下反求清晰圖像，稱(chēng)為非盲去模糊。但是，絕大多數(shù)情況下，模糊核q是未知的，這稱(chēng)為盲去模糊。在這種情況下，需要先求出模糊核q的參數(shù)，然后利用非盲去模糊反求出清晰化圖像。

專(zhuān)利(201610219056.5)通過(guò)采用具有連續(xù)拍攝功能的多臺(tái)同型號(hào)相機(jī)固定對(duì)同一視場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行捕捉拍攝得到觀測(cè)圖像；對(duì)獲取的觀測(cè)圖像分別進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模糊函數(shù)估計(jì)和分割提取得到各自的運(yùn)動(dòng)模糊目標(biāo)圖像；利用得到的運(yùn)動(dòng)模糊目標(biāo)圖像和運(yùn)動(dòng)模糊函數(shù)，采用空間域聯(lián)合復(fù)原算法得到清晰目標(biāo)圖像。該方法一方面，須在準(zhǔn)確匹配目標(biāo)位置的情況下拍攝多幅圖像，并需要知道兩幅圖像之間的時(shí)間差異，其設(shè)備和成像條件要求較高，且對(duì)于單幅運(yùn)動(dòng)模糊圖像無(wú)法進(jìn)行復(fù)原處理。

專(zhuān)利(201910980412.9，審核中)提出一種基于Golay序列互補(bǔ)碼字集的運(yùn)動(dòng)模糊復(fù)原方法，采用閃動(dòng)快門(mén)成像技術(shù)獲取連續(xù)幀間互補(bǔ)圖像，其步驟為：構(gòu)造基礎(chǔ)Golay配對(duì)矩陣；對(duì)Golay配對(duì)矩陣進(jìn)行維度擴(kuò)展；根據(jù)維度擴(kuò)展后的Golay配對(duì)矩陣進(jìn)行碼字選擇；根據(jù)碼字控制相機(jī)獲取相應(yīng)幀數(shù)的模糊圖像；根據(jù)碼字和模糊圖像進(jìn)行PSF估計(jì)；根據(jù)模糊圖像和PSF估計(jì)值進(jìn)行全變分正則化聯(lián)合復(fù)原；輸出最終圖像。該方法要求拍攝多張連續(xù)幀圖像，且需要碼字控制相機(jī)的碼字和模糊圖像幀對(duì)應(yīng)起來(lái)。該方法不能有效快速地對(duì)單一運(yùn)動(dòng)模糊圖像進(jìn)行復(fù)原處理。

文獻(xiàn)(基于暗通道約束的運(yùn)動(dòng)模糊圖像盲復(fù)原)中的方法，是基于暗通道理論，采用多尺度的思想，對(duì)每層尺度上的模糊圖像做暗通道約束處理，對(duì)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)做非負(fù)性約束和能量守恒性約束處理，尺度最大時(shí)，得到估計(jì)的模糊核，最后再通過(guò)反卷積，滿(mǎn)足收斂條件時(shí)得到最終估計(jì)的目標(biāo)圖像。該方法需要對(duì)圖像做多尺度和不斷循環(huán)計(jì)算，增加了處理時(shí)間；且該方法是在多個(gè)約束條件下估計(jì)得到模糊核，增加了多個(gè)限制而影響最終的處理效果。故該方法不能快速和準(zhǔn)確地對(duì)運(yùn)動(dòng)模糊圖像進(jìn)行復(fù)原。

文獻(xiàn)(運(yùn)動(dòng)模糊圖像PSF參數(shù)估計(jì)與圖像復(fù)原研究)利用Radon變換原理來(lái)求解點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF中的運(yùn)動(dòng)模糊方向，再利用運(yùn)動(dòng)模糊圖像頻譜上的中心暗條紋間距來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)模糊尺度，最后基于估計(jì)的PSF參數(shù)采用維納濾波算法來(lái)恢復(fù)運(yùn)動(dòng)模糊圖像。該方法雖使用Radon變換來(lái)求解模糊核的方向，但其計(jì)算模糊核的長(zhǎng)度只使用了頻譜上的中心暗條紋間距，使得預(yù)測(cè)模糊核的長(zhǎng)度不準(zhǔn)確，且不具有魯棒性，不能對(duì)各個(gè)場(chǎng)景和類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)模糊圖像進(jìn)行有效的清晰化處理。