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运动模糊图像的处理与恢复研究

孟昕  
【摘要】: 在拍摄过程中,相机和景物的相对运动会导致运动模糊。这种运动模糊现象是成像过程中普遍存在的,例如:在飞机或太空飞行器上拍摄的照片、战场上高速飞行的物体的运动照片。运动模糊图像的恢复是图像恢复的主要研究课题之一,可广泛用于如:天文、军事、道路交通、医学图像、工业控制及侦破等领域,其具有重要的现实意义。 运动模糊图像恢复是数字图像处理中常见也较难的一个分支。目前对运动模糊图像的恢复研究主要是针对于水平方向的匀速运动产生的模糊图像,尝试使用各种图像恢复算法进行恢复处理,侧重于对恢复算法的研究应用,也已发展了很多较成熟的恢复算法,因此在该领域的研究较慢。而对诸如运动模糊图像的退化过程、点扩展函数的建立以及任意直线方向运动模糊图像的恢复、仿真图像的正确生成等问题需要进一步的深入研究和关注。 根据作者近一年来对运动模糊图像处理与恢复的学习与研究,在本文中主要做了以下工作: (1)本文分析与研究了运动模糊图像的成像原理,建立图像的退化模型及其恢复模型,结合计算机图形学和数字图像处理的相关知识,提出了在任意直线运动方向建立二维点扩展函数的算法,并通过计算机仿真实验与实际应用验证了其正确性。 (2)从运动模糊图像的退化模型出发,经过分析,总结得出其频谱图的特点及规律,以及同运动参数之间的关系。运动模糊图像的频谱图上会出现一些等间隔的相互平行的暗色条纹。可以根据这种关系利用霍夫变换在频谱图上提取运动参数。 (3)对于几种常用的恢复算法,本文就其算法推导及在运动模糊图像的恢复方面的应用,进行了讨论。基于仿真模糊图像的使用对于运动模糊恢复的诸多好处,通过对运动模糊形成过程的分析,给出了正确的根据原始图像生成运动模糊仿真图像的方法。通过一系列深入具体的计算机仿真实验,验证了维纳恢复算法的参数适当设置可以有效抑制恢复过的图像上暗色条纹。最后使用几种恢复算法对一幅实际拍摄的模糊图像进行了恢复,并对恢复效果进行了分析比较。


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