運動模糊圖像復(fù)原算法綜述

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1、運動模糊圖像復(fù)原算法綜述*王玉全，隋宗賓(北方工業(yè)大學(xué)城市道路交通智能控制技術(shù)北京市重點實驗室，北京100144)摘要：在圖像獲取過程中，存在很多造成圖像退化的因素，因此需要對圖像進(jìn)行復(fù)原。本文對現(xiàn)有的典型復(fù)原方法進(jìn)行了綜合分析。介紹了圖像一般退化模型和運動模糊退化模型的建立方法；對退化模型的點擴散函數(shù)的估計方法進(jìn)行了分析；對當(dāng)前的一些復(fù)原算法進(jìn)行了總結(jié)。對圖像復(fù)原技術(shù)未來的發(fā)展方向進(jìn)行了預(yù)測。關(guān)鍵詞：圖像退化模型；PSF；復(fù)原算法中圖分類號：TP391.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-7720(2014)19-0054-04Thereviewonmotionbl

2、urredimagerestorationalgorithmWangYuquan,SuiZongbin(UrbanRoadTrafficIntelligentControlTechnologyBeijingKeyLaboratory,NorthChinaUniversityofTechnology,Beijing100144,China)Abstract:Duringtheprocessofimageacquisition,therearemanyfactorsthatmaycauseimagedegradation.Soimagerestorationtechnolo

3、gyisveryimportant.Inthispapertheissueofimagerestorationisexpoundedcomprehensively.Themethodstosetupgeneraldegradationmodelandmotionblurdegradationmodeloftheimageareintroduced.TheestimationmethodofPointSpreadFunctionisanalyzed.Somecurrentrestorationalgorithmsaresummarized.Finallythefuture

4、developmentdirectionofimagerestorationtechnologyispredicted.Keywords:imagedegradationmodel;PSF;restoringalgorithm0引言在獲取圖像的時候，由于相機聚焦不佳，相機和物體在曝光的短暫時間內(nèi)存在相對的移動，或者受傳感器的噪聲、大氣湍流、粉塵以及光線明暗變化等影響，都會造成圖像的退化，導(dǎo)致圖像模糊。為了從模糊的圖像中提取有用的信息，圖像復(fù)原成為了圖像處理中的重要研究方向和數(shù)字圖像處理的一個重要應(yīng)用[1]。圖像復(fù)原是將退化的圖像進(jìn)行處理，通過一些復(fù)原算法改進(jìn)圖像質(zhì)量，盡

5、可能地復(fù)原圖像的本來面目。目前運動模糊是造成圖像退化的主要原因，是圖像復(fù)原中較難處理的一類情況，也是目前研究的熱點之一[2]。對于運動模糊圖像的復(fù)原一般是通過建立運動模糊圖像模型得知圖像退化的原因，針對具體的原因采取相應(yīng)的復(fù)原算法得到清晰的圖像。在模型的建立中點擴散函數(shù)（PSF）的確立是最關(guān)鍵的，目前對于PSF的確立存在很多方法。*基金項目：交通圖像運動模糊復(fù)原方法研究（KM201310009006）；科研基地建設(shè)-首都世界城市順暢交通協(xié)同創(chuàng)新中心-參與單位（2011協(xié)同）(PXM2014_014212_000020)1運動模糊圖像退化模型的建立圖像復(fù)原是建立在圖像退

6、化模型基礎(chǔ)上的,因此對于模型的建立尤為重要。圖像退化原因的多樣性導(dǎo)致退化模型的建立比較復(fù)雜[3]。根據(jù)圖像退化的性質(zhì)一般可以分為兩類退化來建立退化模型。1.1圖像一般退化模型的建立有噪聲的情況下，圖像退化/復(fù)原模型的描述如圖1所示[2,4-8]。圖1圖像退化的一般模型圖中f(x,y)為原始圖像，h(x,y)為退化函數(shù)即點擴散函數(shù)（PSF），n(x,y)為噪聲項，g(x,y)為退化后圖像。圖1所示退化模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式為[4]：g_x,yi=f_x,yih_x,yi+n_x,yiG^u,vh=H^u,vhF^u,vh+N_x,yi把上式空間域形式轉(zhuǎn)化為頻域形式為：（1）（

7、2）式（7）是水平模糊方向的退化模型，h(x,y)即為點擴散函數(shù)PSF，G(u,v)、F(u,v)、H(u,v)分別是g(x,y)、f(x,y)、h(x,y)的傅里葉變換，N為圖像的寬度。其中，G(u,v)、F(u,v)、H(u,v)、N(u,v)分別是g(x,y)、f(x,y)、h(x,y)、n(x,y)的傅里葉變換。1.2運動模糊圖像退化模型的建立圖像獲取中，景物與相機發(fā)生相對運動，造成圖像的運動模糊。由于曝光時間短，認(rèn)為曝光時間內(nèi)景物的運動是勻速運動，因而勻速直線運動模糊圖像的恢復(fù)是現(xiàn)在圖像復(fù)原研究的主要方向之一。勻速直線運動模糊