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运动图像恢复

李红阳  
【摘要】: 图像恢复就是在存在噪声的情况下去除模糊。相机和目标之间的相对运动、相机聚焦不好、大气扰动和其他原因,都可能引起图像模糊。图像恢复是数字图像处理的一个重要的研究方向,在现实生活中,有着广阔的应用前景和市场。 对由于相机和目标之间的相对运动造成的运动模糊图像,根据不同的应用背景和先验知识,本文提出两种方法进行图像恢复。 首先,在大多数应用中,为了满足适时性图像处理的要求,如何快速恢复图像是一个很重要的问题。这里提出的方法是仅根据模糊图像本身,求出确定系统点扩散函数(PSF)的重要参数-模糊距离。本文提出的方法是针对水平方向的运动模糊图像。如果我们事先知道或者通过其他方法确定出来的直线运动方向不是水平方向时,我们可以通过坐标旋转变换到水平方向。一般情况下,由于相机的曝光时间很短,在曝光时间内,可以认为目标的运动是匀速直线运动。当确切知道模糊系统的点扩散函数时,就可以快速有效地恢复模糊图像,使用本文方法,可以满足适时性图像处理的需要,并且不需要事先知道相机的系统参数,在图像噪声较大的情况下,也可以很好的确定出来模糊距离。 其次,当我们不能确定系统的点扩散函数时,也就是说,对于模糊图像,我们没有充分的信息。如何在信息不足的情况下恢复模糊图像?这就是图像盲恢复。在本论文中,提出一种EMM(最小恢复残差和最大后验概率)方法进行模糊图像的盲恢复。这个方法中对于点扩散函数利用分片光滑的约束条件,也就是系统的点扩散函数不是急剧变化的,对于现实中大部分运动模糊图像来说,这个条件是成立的。EMM方法分为两个步骤,第一个步骤是EM步骤,利用最小恢复残差准则,估计系统的点扩散函数PSF,第二个步骤是M步骤,利用最大后验概率准则恢复模糊图像。对于运动模糊图像,利用本方法可以较快地恢复图像,效果明显。


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