运动模糊图像点扩散函数（PSF）的精确估算是模糊图像复原的关键。为了提高PSF参数估计的准确性，消除频谱图中央亮线对模糊角度估计的干扰，提出一种运用窗函数来提高PSF参数估计精度的方法。对运动模糊图像进行二维离散傅里叶变换和对数运算，计算图像的功率频谱图，对频谱图像添加窗函数Hanning，对处理后的图像进行中值滤波平滑处理和二值变换处理，再结合形态学算法和Canny算子边缘检测对频谱图进行优化，最后通过Radon变换，得到模糊方向。根据模糊方向结果，在模糊角度方向上对运动模糊图像的频谱图进行Radon变换，分析负峰值之间的距离，得到暗条纹间距，根据暗条纹间距与模糊长度之间的关系，求出模糊长度，从而完成两个点扩散函数参数的估算。结果显示，与现有算法相比，所提算法提高了参数估计的精度，复原时产生的振铃和伪影现象减少，充分利用图像信息的同时操作简便。
窗函数 运动模糊图像 图像复原 点扩散函数 参数估计 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0437007
1 商洛学院数学与计算机应用学院，陕西 商洛 726000
2 西安理工大学理学院，陕西 西安 710054
运动模糊图像的盲复原一直以来都是一个极具挑战的问题。为了能够准确地估计出运动模糊核（Motion Blur Kernel：MBK），进而得到高质量的复原图像，提出了一种基于正则化技术的多约束运动模糊图像盲复原方法。首先，为了能够准确地提取出图像中的大尺度边缘，提出了一种基于梯度选择的稀疏图像平滑方法；然后，在MBK 的估计阶段，根据运动模糊核的内在特性，提出了一种多约束的正则化模型，同时结合提取的大尺度图像边缘，实现了对MBK 的准确估计；最后，采用了半二次性的变量分裂策略对在模糊核估计阶段所提出的多约束正则化模型进行最优化求解，能够在准确估计MBK 的同时得到高质量的复原图像。分别在人造的模糊图像和真实的模糊图像上进行了大量的实验，实验结果表明：提出的方法较近几年的一些代表性的较为成功的运动模糊图像盲复原方法相比，在主观的视觉效果和客观评价指标两方面都具有明显的改进。
运动模糊图像 盲复原 大尺度图像边缘 运动模糊核 多约束正则化模型 motion blurred image blind restoration large scale image edges motion blur kernel multi-constraint regularization model
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
针对由相机与所摄景物之间发生相对位置移动所导致的图像运动模糊, 提出了一种鲁棒的基于单幅运动模糊图像的盲反卷积算法。该方法首先通过预测图像中的较强边缘信息, 实现用简单、易于求解的优化问题在傅里叶域中快速、准确地估计出点扩散函数。然后利用得到的点扩散函数, 使用基于梯度约束的非盲反卷积算法复原清晰图像,同时采用一种新的边缘保持滤波器—导引滤波来消除噪声并抑制振铃效应。实验结果表明: 本文的算法能够快速地从单幅运动模糊图像复原出具有清晰边缘和纹理的高质量图像, 并且运算时间不超过20 s。
梯度预测 运动模糊图像 图像复原 导引滤波 gradient prediction motion blurring image image restoration guided filter
浙江海洋学院 物理实验中心, 浙江 舟山 316000
当线性模型应用于运动模糊模糊图像的恢复时,方程的最小二乘解是恢复图像的最优线性无偏估计。由于图像退化过程的不适定性,当观测值受到噪声干扰时,该解往往会远偏离真值。为了克服这个问题,通过对退化矩阵的奇异值分解,提取其不易受干扰的子空间,用该空间重构的逆矩阵具有良好抑噪能力,使图像在较长的运动模糊尺度内恢复时保持较低的失真。
运动模糊图像 退化矩阵 广义逆 奇异值分解 motion-blurred image degenerate matrix generalized inverse singular value decomposition(SVD)
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
为估算匀速直线运动模糊图像的运动参数，提出了一种基于相位相关分析的图像配准方法。该方法利用傅里叶变换的平移特性，对产生平移的目标图像进行傅里叶变换并计算归一化互功率谱，其傅里叶逆变换对应二维脉冲函数，通过计算脉冲函数峰值坐标获取位移图像之间的亚像元级位移量。结合相位相关配准原理和线性空间不变退化模型，给出了匀速直线运动点扩散函数及其光学传递函数的数学描述；讨论了匀速直线运动模糊对相位相关配准结果的影响，证明了图像经过匀速直线运动退化后，位移图像之间归一化互功率谱具有不变性。实验结果表明：动态运动模糊图像最大检测误差为0489 pixel，标准差为016 pixel。
相位相关 运动模糊图像 归一化互功率谱 图像配准 点扩散函数 phase-only correlation motion-blurred image normalized cross power spectrum image registration Point Spread Function(PSF)
重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400030
在运动模糊图像盲复原的过程中, 对点扩散函数 (PSF)进行准确识别具有非常重要的意义。当识别出运动模糊方向后, 二维 PSF的识别问题就可以转化成一维 PSF的识别, 进而提出用一阶差分自相关的方法识别运动模糊尺度。给出了差分自相关方法用于尺度识别的理论分析, 重点研究和推证了在该方法下噪声对模糊尺度识别的影响, 提出了改进的差分自相关方法。仿真结果表明, 本文方法识别尺度准确, 且提高了适应噪声环境能力。最后对实际运动模糊图像的模糊尺度进行了识别, 维纳滤波复原结果进一步验证了本文方法的正确性和有效性。
运动模糊图像复原 运动模糊尺度 差分自相关 抗噪性 motion-blurred image restoration motion-blurred size derivative auto-correlation robustness to noise
1 同济大学电子与信息工程学院, 上海 201804
2 岑溪市人才交流服务中心, 广西 岑溪 543200
针对背景不变的局部匀速运动模糊图像复原问题, 提出一种基于Z变换的恢复算法。在前景和背景色差较大的假设前提下, 基于背景差方法将前景从图像中分离出来; 利用旋转矩阵将前景在像平面内任意方向的运动转换成X轴方向的运动; 进而把复杂的局部模糊恢复问题简化为前景模糊恢复及前景和背景融合两个子问题来解决, 使求解过程得到最大程度简化; 在严格的数学推导基础上建立基于Z变换的退化及恢复模型, 将模型中的差分方程转化为简单的代数方程求解; 仿真结果表明, 提出的算法能正确、有效并且快速地恢复由于局部匀速运动所造成的图像退化; 算法对模糊宽度的变化不敏感, 较维纳滤波恢复算法有一定的稳健性、优越性。
图像处理 图像复原 Z变换 局部运动模糊图像
