復(fù)合幀運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原方法研究

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1、復(fù)合幀運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原方法研究第32卷,,l01.32第13期№l3計(jì)算機(jī)工程ComputerEngineering2006年7月July2006?人工智能及識別技術(shù)?文章編號:1oo28(2oo6)1》-_0187—3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A中圈分類號:TP39l-4l復(fù)合幀運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原方法研究盂慶精,周榮彪(天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院,天津300072)奠要:對復(fù)合幀圖像運(yùn)動(dòng)模糊的復(fù)原問題進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究.利用塊匹配算法估計(jì)場間的位移矢量,即模糊范圍和模糊方向以消除邊緣"階梯效應(yīng)";采用維納濾波方法對場內(nèi)的運(yùn)動(dòng)模糊圖像進(jìn)行了復(fù)原;經(jīng)對一個(gè)CCD

2、照相機(jī)以不同的相對運(yùn)動(dòng)速度在不同的距離對一個(gè)門牌號攝取的模糊圖像進(jìn)行復(fù)原,證明該文方法的有效性.關(guān)健詞:運(yùn)動(dòng)模糊;復(fù)合幀;交錯(cuò)圖像;位移矢量估計(jì);圖像復(fù)原ResearchonRestorationofComposite-frameImagesDegradedbyMotionMENGQinghao,ZHOURongbiao(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,TianjinUniversity,Tianjin300072)[AbstractITherestorationofcomposite—flam

3、eimagesdegradedbyrelativemotionbetweenacameraandanobjectissystematicallystudiedinthispaper.First,theedge"staircaseeffect"iseliminatedthroughthedisplacementvectorfi.e.motionextentanddirectionbetweentwosub—fields1estimationbasedonablock—matchingalgorithm;Second,theWienerfilterin

4、gisappliedtoremovethemotionblurineachsub—field;Finally.throughrestoringtheblurredimagescapturedbyrelativelinearmotionwith.differentspeedanddistancebetweenacameraandadoorplatemountedinavehicle,themethodisvalidated.[KeywordslMotionblur;Compositeflame;Interlacedimages;Displacemen

5、tvectorestimation;Imagerestoration由奇偶場子圖像交錯(cuò)組成一幀圖像是一項(xiàng)非常普遍的視頻信號技術(shù),這種圖像稱為復(fù)合幀圖像或交錯(cuò)圖像….一般情況下,復(fù)合幀圖像在垂直方向上的分辨率是組成它的單場圖像的2倍,此項(xiàng)技術(shù)在視頻信號技術(shù)領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用.當(dāng)交錯(cuò)成像系統(tǒng)和物體問存在相對運(yùn)動(dòng)時(shí),圖像上將存在兩種類型的失真,即兩場圖像間的階梯效應(yīng)(staircaseeffect)和單場圖像的運(yùn)動(dòng)模糊(motionblur).階梯效應(yīng)又稱為梳形效應(yīng)(combeffect),是指在圖像中人物或物體的輪廓邊緣處的陰影,這個(gè)現(xiàn)象是因?yàn)榻诲e(cuò)

6、的圖場造成的,即在物體運(yùn)動(dòng)過程中兩個(gè)子場相繼曝光形成的.單場的運(yùn)動(dòng)模糊是由圖像曝光的瞬間相機(jī)和物體間存在相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的.視覺是移動(dòng)機(jī)器人廣泛采用的外部傳感器.機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中所抓取的圖像不可避免存在著模糊現(xiàn)象,依據(jù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度的快慢,圖像的模糊程度也會有所不同.一般移動(dòng)機(jī)器人在室內(nèi)環(huán)境下的移動(dòng)速度在0.5-2.0m/s范圍內(nèi).本文以移動(dòng)機(jī)器人識別門牌號作為研究對象,對機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中所獲取的復(fù)合幀模糊圖像的復(fù)原問題進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并給出了攝像頭和門牌號之間的不同距離及不同的相對運(yùn)動(dòng)速度所產(chǎn)生的模糊圖像的復(fù)原結(jié)果.l兩場圖像問階梯效應(yīng)的產(chǎn)生

7、和消除當(dāng)相機(jī)和物體間存在相對運(yùn)動(dòng)時(shí),在奇偶兩場曝光的瞬時(shí),景物中同一個(gè)物體由于運(yùn)動(dòng)相對相機(jī)的位置發(fā)生了改變,因此,偶場中的該物體的圖像相對于奇場發(fā)生了移動(dòng),當(dāng)將兩場交錯(cuò)疊加在一起形成一幀圖像時(shí),物體的邊緣處將出現(xiàn)明顯的線條,形成階梯狀.相對運(yùn)動(dòng)速度越快,階梯效應(yīng)越明顯,甚至?xí)l(fā)生完全分離的現(xiàn)象.通過上面的分析可知,如果知道了兩場之間的距離和方向,即位移矢量,就可以將奇偶場進(jìn)行重新排列組合,以消除兩場問的階梯效應(yīng).在這里,采用塊匹配方法來估算位移矢量.塊匹配方法具有運(yùn)算量小,對噪聲不敏感和適合并行運(yùn)算等優(yōu)點(diǎn),較其它方法更適合實(shí)時(shí).如圖l所示,塊匹配方

8、法的基本思想是將圖像幀的每一場分成許多互不重疊的宏塊,并認(rèn)為宏塊內(nèi)所有像素的位移量都相同,然后對于奇場中的每一塊到偶場某一