收藏本站
收藏 | 论文排版

运动模糊图像全变分复原理论及关键技术研究

石明珠  
【摘要】:在运动成像过程中,由于载荷平台的复杂振动及相机的摆动等原因使相机在曝光时被照物影像与感光介质之间存在相对运动,这种相对运动必然会导致成像的模糊,称之为运动模糊。这种因运动造成的图像模糊现象,极大地影响了光学遥感器的成像质量,使遥感图像的分辨率明显下降,对图像的进一步应用如特征提取、自动目标识别和图像分析等都相当不利,需要进行相应的处理,才能提高降质图像的利用价值。 尽管通过改善机械装置、增设光学器件等硬件可以消除运动模糊,但是受到器件工艺、装调时间以及成本造价等多方面因素的限制。因此,从图像补偿的角度对运动模糊图像复原的理论及关键技术进行研究具有重要的应用价值和现实意义。 本文在深入阐述国内外图像复原技术发展现状基础上,以有界变分空间的全变分理论为基本框架,对全变分图像复原理论、运动模糊的点扩散函数估计方法以及图像复原算法进行了深入的研究。论文取得的主要创新性研究成果如下: 1.研究了非线性扩散和变分图像复原模型产生阶梯效应的原因,在分析高阶变分偏微分方程复原模型和自适应全变分复原模型抑制阶梯效应特性的基础上,建立了一种耦合梯度保真项的自适应全变分图像复原模型,开展了模型的理论可行性论证,讨论了模型的参数选取准则。实验证明,该模型保留了自适应全变分复原模型保护图像边缘的优点,弥补了全变分模型不完全符合图像处理形态学原则的缺陷,有效抑制了复原结果中的阶梯效应。 2.研究了基于图像空域和频域特征的运动模糊参数估计方法,讨论了估计误差产生的原因,证明了基于频域特征的参数估计方法具有更高的精度。对于频域信息混叠的混合模糊图像,提出了一种基于倒谱分析参数估计的运动成像混合模糊全变分图像复原方法,通过分析图像倒谱特征估计出混合模糊参数,利用耦合梯度保真项的全变分图像复原算法实现图像去卷积。实验证明,该方法得到了较准确的混合模糊参数估计结果,有效抑制了运动模糊参数估计误差所导致的振铃效应。 3.建立了耦合图像梯度分布超拉普拉斯全局约束、图像梯度保真局部约束以及模糊核概率分布约束的图像复原模型,提出了引入新颖先验约束的单幅模糊图像全变分复原方法。采用了交替迭代的模糊核估计和图像复原策略,用标准凸优化方法的内点法优化模糊核能量函数,通过变化分辨率的迭代算法实现了模糊核由粗尺度到细尺度的变化,图像复原的非凸能量泛函由交替半二次型算法来优化实现。仿真和实拍模糊图像复原结果表明,该方法抑制了不可避免的模糊核估计误差所导致的振铃效应,保护了图像边缘,缓解了阶梯效应,保留了更多图像细节。 4.提出了一种图像梯度倒谱分析的单幅模糊图像复原方法。首先根据梯度倒谱中PSF的再现信息确定其尺寸,避免了交替迭代算法中需要预先设定或根据迭代终止准则判定PSF尺寸的缺陷,采用相位恢复算法实现PSF估计,提高了估计效率;然后,利用全变分正则化的交替方向图像复原算法,进行快速图像去卷积复原。实验证明,该方法实现了快速、准确地估计出PSF,克服了传统交替迭代估计模糊核和图像复原算法计算量大、收敛速度慢的缺点,提高了运算效率,并获得了更自然的视觉效果。 运动模糊图像全变分复原理论及关键技术的研究,在提高运动模糊图像质量的同时,为进一步提高光学成像系统的性能提供科学判据,而且还可以用于智能交通、军事国防、公共安全等诸多领域,为相关研究提供理论和技术参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 魏雷;;运动模糊图像的复原[J];硅谷;2011年02期
2 李阳;张路;张志勇;赵菲;;一种改进的运动模糊图像恢复算法[J];计算机仿真;2011年05期
3 王秋云;李瑞生;;车辆运动模糊图像复原方法研究[J];自动化与仪器仪表;2012年06期
4 于红斌,李志能,陈抗生;一种运动模糊图像的快速恢复算法[J];浙江大学学报(工学版);1999年05期
5 王旭辉,郭光亚;二维均速运动模糊图像恢复问题的研究[J];计算机应用;2000年10期
6 孙农亮,曹茂永;运动模糊图像清晰度评价函数的研究[J];仪器仪表学报;2001年S1期
7 王晓红,陈秀万,谭仲军,赵荣椿;一种有效的运动模糊图像恢复算法[J];计算机工程;2003年17期
8 陈前荣,陆启生,成礼智;运动模糊图像的运动模糊方向鉴别[J];国防科技大学学报;2004年01期
9 高异,梁秀梅,于平义;车辆运动模糊图像的快速恢复[J];计算机工程与应用;2004年02期
10 明文华,孔晓东,屈磊,梁栋;运动模糊图像的恢复方法研究[J];计算机工程;2004年07期
11 张媛,张铃,张燕平;一种运动模糊图像的复原法[J];微机发展;2005年06期
12 周鸣争;汪军;强俊;楚宁;;基于空间域的车辆运动模糊图像的恢复[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年04期
13 孟昕;周琛琛;郝志廷;;运动模糊图像恢复算法相关研究发展概述[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
14 董虎胜;;匀速直线运动模糊图像的递推恢复方法[J];福建电脑;2008年08期
15 高勇;张民强;李存华;;一种有效地恢复运动模糊图像的方法[J];淮海工学院学报(自然科学版);2009年02期
16 苏军;;基于频谱分析的运动模糊图像的参数鉴别[J];电子科技;2011年07期
17 程姝;赵志刚;蒋静;陈莹莹;潘振宽;;单幅运动模糊图像的恢复及应用[J];青岛大学学报(自然科学版);2012年03期
18 刘娜;;基于倒频谱的运动模糊图像恢复[J];硅谷;2012年18期
19 宁玲一;邓慈云;;一种针对旋转运动模糊图像的恢复算法[J];电脑知识与技术;2012年36期
20 王秋云;王轶群;;基于Lucy-Richardson算法的运动模糊图像复原研究[J];自动化与仪器仪表;2013年02期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 刘立欣;平振;陈曦;;高速运动模糊图像的恢复[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
2 张旭明;熊有伦;尹周平;;噪声污染运动模糊图像点扩散函数估计[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
3 杨晓冬;刘俊;张倩倩;;红外运动模糊图像复原技术[A];浙江省信号处理学会2012学术年会论文集[C];2012年
4 李金夏;胡绍海;李向军;;匀速直线运动模糊图像的恢复技术研究[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
5 范学良;张晶晶;贾志海;蔡小舒;;基于频域分析的水滴运动方向识别[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(上)[C];2008年
6 孙农亮;曹茂永;;运动模糊图像清晰度评价函数的研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
7 杜春;孙即祥;;基于峰度和圆拟合的旋转运动模糊参数辨识[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年
8 禹晶;翁梓钧;苏开娜;;散焦与运动模糊图像参数辨识的研究[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 徐树奎;基于计算摄影的运动模糊图像清晰化技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 关柏青;基于主动序列模糊图像的运动估计和振动测量[D];上海交通大学;2007年
3 邸慧;靶场图像预处理和目标运动单像机测量方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
4 石明珠;运动模糊图像全变分复原理论及关键技术研究[D];北京理工大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘辉;受限运动模糊图像的处理研究[D];武汉理工大学;2009年
2 张明谦;运动模糊图像的运动参数估计及复原研究[D];电子科技大学;2009年
3 薛偲坤;非理想条件下旋转运动模糊图像的模拟与恢复方法研究[D];南京理工大学;2009年
4 张红军;运动模糊图像恢复中视窗裁剪效应的消减[D];暨南大学;2010年
5 季冰川;局部运动模糊图像恢复系统研究和实现[D];江西理工大学;2009年
6 杨勇杰;运动模糊图像恢复方法[D];浙江大学;2010年
7 张媛;运动模糊图像的处理[D];安徽大学;2005年
8 孟昕;运动模糊图像的处理与恢复研究[D];安徽大学;2007年
9 何红英;运动模糊图像恢复算法的研究与实现[D];西安科技大学;2011年
10 何怡;运动模糊图像复原系统设计与实现[D];西安电子科技大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978