图像运动模糊机理与恢复技术方法的研究

论文摘要

图像复原是图像处理中的重要内容,它的主要目的就是改善图像质量,研究如何从所得的退化图像中复原出真实图像。运动模糊恢复是数字图像处理的一个重要的研究方向,在现实生活中,有着广阔的应用前景和市场。本文主要研究了直线运动模糊恢复和旋转运动模糊恢复,对相关算法的恢复效果进行了对比分析,给出了相关结论。本论文的工作主要包括以下内容:1.阐述了直线运动模糊恢复的三种算法:逆滤波法、有约束最小二乘方法、维纳滤波恢复法。分别介绍了各种算法的原理。并对运动模糊图片在无噪声和有噪声两种情况下,分别做了仿真实验,给出了实验结果,比较了恢复结果的MSE值。结果表明逆滤波在无噪条件下能基本上恢复出原始图像,但对噪声比较敏感。有约束最小二乘方法在无噪声情况下恢复效果相对于逆滤波有所改进,但依然无法有效抑制噪声。维纳滤波法可以通过选择合适的参数来抑制噪声。2.阐述了旋转运动模糊恢复的两种算法:基于极坐标变换的旋转运动去模糊法、基于模糊路径的旋转运动去模糊法。分别介绍了各个算法的原理,对不同旋转角度下的模糊图片做了仿真实验,对恢复图像和恢复图像的MSE值进行了对比分析。结果表明旋转角度很小时,两个算法恢复效果相差不大,旋转角度不是很大时,后一种算法优于前一种算法,当旋转角度很大时,两种算法恢复效果都不是很好。3.运用极坐标变换的思想对一种直线参数估计法提出了改进,将其应用于旋转运动模糊角度的估计,并对该方法在不同的旋转角度下针对不同的模糊图像做了实验。实验结果表明对于背景不是很复杂的图像,该算法对不同旋转角度下的模糊图像均能比较准确地估计出旋转角度,对于背景比较复杂的图像,当旋转角度不是很大时,也能较精确地估计出角度,当旋转角度很大时,估计值的误差比较大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题目的和意义
• 1.2 国内外研究进展和现状
• 1.3 运动模糊图像的恢复
• 1.4 论文各部分的主要内容
• 2 运动模糊图像恢复的理论基础
• 2.1 去模糊的数学基础
• 2.1.1 数字图像的矩阵表示和矢量表示
• 2.1.2 数字图像经过线性系统的矩阵和矢量表示
• 2.1.3 傅立叶变换
• 2.1.4 循环矩阵
• 2.2 运动模糊图像的退化模型
• 2.2.1 连续退化模型
• 2.2.2 离散退化模型
• 2.2.3 匀速直线运动模糊图像的退化模型
• 2.2.4 旋转运动模糊图像的退化模型
• 2.3 恢复图像的评价
• 2.3.1 恢复图像的主客观评价
• 2.3.2 恢复图像的清晰度评价函数
• 2.4 本章小结
• 3 直线运动模糊恢复
• 3.1 逆滤波恢复法
• 3.1.1 算法原理
• 3.1.2 实验结果与分析
• 3.2 有约束最小二乘方恢复原理及实验结果
• 3.2.1 算法原理
• 3.2.2 实验结果与分析
• 3.3 维纳滤波恢复
• 3.3.1 算法原理
• 3.3.2 实验结果与对比分析
• 3.4 本章小结
• 4 旋转运动模糊恢复
• 4.1 基于极坐标变换的旋转运动去模糊法
• 4.1.1 原理介绍
• 4.1.2 实验结果
• 4.2 基于模糊路径的旋转运动去模糊法
• 4.2.1 算法原理
• 4.2.2 沿模糊路径提取像元灰度信息
• 4.2.3 基于最小二乘和空间相关性的沿模糊路径去模糊的快速算法
• 4.2.4 实验结果及对比分析
• 4.3 旋转运动模糊参数的估计
• 4.3.1 改进思想
• 4.3.2 直线参数估计算法原理
• 4.3.3 实验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献