文档介绍:一种去除图像运动模糊的算法
一、引言
所谓的运动模糊是指:如果摄像头与拍摄目标有着快速的相
对运动,由于摄像头的曝光时间不可能无限小,那么光学成像的
过程就会受到影响,最终产生运动模糊图像。运动模糊是成像过
程中普遍存在的现象,日一种去除图像运动模糊的算法
一、引言
所谓的运动模糊是指:如果摄像头与拍摄目标有着快速的相
对运动,由于摄像头的曝光时间不可能无限小,那么光学成像的
过程就会受到影响,最终产生运动模糊图像。运动模糊是成像过
程中普遍存在的现象,日常生活中的摄像、交通摄像头拍照以及
飞行器拍摄的照片等都可能存在运动模糊的问题。
本文主要研究由于成像设备和拍摄目标之间的相对运动而
造成图像的模糊,这种运动模糊是由成像设备的运动形成全局性
的运动模糊图像,由于曝光时间短,所以在处理运动模糊图像的
复原问题时可近似认为匀速直线运动。
二、运动模糊图像的退化模型
图1给出了一个简单而又通用的图像退化模型。在这个模型
中,f(x,y)、h(x,y)和g(x,y)分别代表的是:清晰图
像、退化系统的点扩散函数(PSFF以及模3图像。n(x,y)是
加性噪声。假设h(x,y)是线性空间不变系统,那么可以用数
学公式表示该退化过程为:
公式中:“*”表示卷积。
假设在运动模糊图像成像的过程中不受到噪声的影响。其数
学表达式可以表示为:
所以在匀速直线运动中,如果运动模糊角度为6、模糊长
度为L,则点扩散函数h(x,y)可定义如下:
由上可知,对于运动模糊图像来说,点扩散函数的估计是运
动模糊图像恢复的关键。点扩散函数是由运动模糊方向和运动模
糊长度共同确定的。
三、运动模糊图像模糊参数的估计
当点扩散函数已知时,可以采用维纳滤波等方法进行恢复。
而在运动模糊中,只要知道模糊角度和模糊长度(模糊核),就
可以确定点扩散函数。从而对运动模糊图像进行恢复,但现实的
模糊图像,点扩散函数一般未知,并且含有噪声。
(一)模糊方向的估计
多数运动模糊参数的估计是在图像的Fourier频谱中进行
分析,但在频域中一般只能作粗略的估计,不能获得想要的精确
数值。
图1―图4所示分别为原始图像、原始图像所对应的傅里叶
频谱图、运动模糊图像以及运动模糊图像所对应的傅里叶频谱
图。经过观察可以发现图4频谱中出现的平行黑线与垂直轴所成
的角度等于图3中的运动模糊角度。对图4频谱图作Radon变换,Radon变换过程是对模糊图像傅里叶频谱的条纹方向计算线积
分。所以可以利用Radon变换的特性来检查其条纹的方向,将图
像进行一组连续角度的Radon变换,并找出幅值最大的变换角
度,即为条纹的方向。
由于图像噪音等因素的影响,在实际使用中对频谱图像进行
二值化处理后再进行Radon变换这样可以提高对运动方向判别
的准确度。具体实现步骤如下:
1)加强含噪图像的去噪处理,可用基于小波包变换与自
适应阈值的图像去噪方法和线性预测法相结合,去除高斯和椒盐
噪声,得到去噪后的模糊图像f';
2)对图像f'进行傅里叶变换;
3)对(2)步中的结果进行循环移位,使低频成份对应于
谱图中心;
应用平滑滤波(如均值滤波或高斯滤波)除去其杂点;
(5)对第(4)步中的结果进行边缘图变换;
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