數(shù)字圖像運(yùn)動模糊的恢復(fù)算法.doc
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數(shù)字圖像運(yùn)動模糊的恢復(fù)算法,42頁共計17873字摘要在用相機(jī)拍攝景物期間,如果相機(jī)與景物之間存在相對運(yùn)動就會造成照片的模糊,稱之為運(yùn)動模糊。運(yùn)動模糊是成像過程中普遍存在的問題,在飛機(jī)或宇宙飛行器上拍下來的照片,用照相機(jī)拍攝高速運(yùn)動物體的照片均可能存在這種現(xiàn)象。運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù)是圖像恢復(fù)中的主要課題之一,可廣泛用于天文...
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數(shù)字圖像運(yùn)動模糊的恢復(fù)算法
42頁共計17873字
摘 要
在用相機(jī)拍攝景物期間,如果相機(jī)與景物之間存在相對運(yùn)動就會造成照片的模糊,稱之為運(yùn)動模糊。運(yùn)動模糊是成像過程中普遍存在的問題,在飛機(jī)或宇宙飛行器上拍下來的照片,用照相機(jī)拍攝高速運(yùn)動物體的照片均可能存在這種現(xiàn)象。運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù)是圖像恢復(fù)中的主要課題之一,可廣泛用于天文軍事、道路交通、醫(yī)學(xué)圖像、工業(yè)控制及偵破等領(lǐng)域,具有重要的現(xiàn)實意義。
本文深入分析與研究了運(yùn)動模糊圖像的成像原理,從運(yùn)動模糊圖像的一般情況出發(fā),建立勻速直線運(yùn)動模糊圖像的退化模型及其恢復(fù)模型,并進(jìn)一步從像素運(yùn)動的角度出發(fā),建立變速直線運(yùn)動模糊圖像的退化模型及其恢復(fù)模型?;诖耍髡呓Y(jié)合數(shù)字圖像處理的知識將此算法進(jìn)行計算機(jī)仿真實驗,并對恢復(fù)結(jié)果進(jìn)行誤差分析,驗證了算法的準(zhǔn)確性,同時表明使用空間域恢復(fù)方法恢復(fù)運(yùn)動模糊圖像能收到令人滿意的效果。
目錄
1 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀 2
1.3 本文研究思路與結(jié)構(gòu) 4
2 數(shù)字圖像處理預(yù)備知識 5
2.1 信號與系統(tǒng) 6
2.1.1 信號及其描述 6
2.1.2 單位沖激信號及其性質(zhì) 6
2.1.3 信號的卷積運(yùn)算 7
2.2 圖像中的基本概念 8
2.2.1 數(shù)字圖像的描述 8
2.2.2 彩色圖和灰度圖 8
2.2.3 采樣離散化 9
2.3 圖像的傅立葉變換 10
2.3.1 連續(xù)和離散傅立葉變換 10
2.3.2 相關(guān)傅立葉變換性質(zhì) 11
2.4 圖像恢復(fù)質(zhì)量的評價 12
3 圖像恢復(fù) 12
3.1 退化模型 12
3.1.1 H系統(tǒng)定義 13
3.1.2 連續(xù)退化模型 14
3.1.3 離散退化模型 15
3.2 經(jīng)典恢復(fù)濾波器 17
3.2.1 逆濾波 17
3.2.2 維納濾波 18
4 運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù) 20
4.1 勻速直線運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù) 20
4.1.1 退化模型 20
4.1.2 恢復(fù)原理 20
4.1.3 計算機(jī)仿真實驗 25
4.1.4 結(jié)果分析 27
4.2 變速直線運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù) 28
4.2.1 退化模型 28
4.2.2 恢復(fù)原理 31
4.2.3 計算機(jī)仿真實驗 32
4.2.4 結(jié)果分析 33
5 總結(jié) 34
參考文獻(xiàn) 35
【關(guān)鍵詞】數(shù)字圖像;運(yùn)動模糊;勻速模糊;變速模糊;恢復(fù)
參考文獻(xiàn)
[1] 阮秋琦. 數(shù)字圖像處理學(xué). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2001
[2] 趙榮椿. 數(shù)字圖像處理導(dǎo)論. 西安: 西北工業(yè)大學(xué)出版社, 1999
[3] K.R.Castleman. 數(shù)字圖像處理[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2002:324-334.
[4] Likhterov, Boris, Kopeika, Norman S. Motion-blurred image restoration using modified inverse all-pole filters. Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering, 2002:56-62.
[5] 劉政凱, 瞿建雄. 數(shù)字圖像恢復(fù)與重建[M]. 合肥: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版. 華北工學(xué)院學(xué)位論文社, 1989:148-182.
[6] Wu W, Kundu A. Image estimation using fast modified reduced update Kalman filter. IEEE Transactions on Signal Processing, 1992, 40(4):915-926.
[7] 陸俊, 舒志龍, 阮秋琦. 基于尺度旋轉(zhuǎn)的圖像恢復(fù)研究[J]. 通信學(xué)報, 2000, 21(7):67-71.
[8] TAYLOR W F. The Geometry of Computer Graphics[M]. Wadsworth Inc, 1992:260-293.
[9] 樊小紅, 劉勇順. 基于遺傳算法的交通監(jiān)控圖像模糊恢復(fù)[J]. 交通與計算機(jī), 2001:97-98.
[10] 吳娜, 郭景富, 谷德山. 一種基于遺傳算法的圖像恢復(fù)[J]. 信息技術(shù), 2003, 27(1):28-30.
[11] 蘇秉華, 金偉其, 牛麗紅, 劉廣榮, 劉明奇. 基于約束的泊松最大后驗概率超分辨率圖像復(fù)原法[J]. ACTA PHOTONICA SINICA, 2002, 31(4):492-496.
[12] A.J.Patti, M.I.Sezan A.M.Tekalp. Superresolution Video Reconstruction with Arbitrary Sampling Lattices and Nonzero Aperture Time. IEEE Trans, 1997, 6(8):1064-1076.
[13] Elad M Feuer A. Restoration of a Single Superresolution Image from Several Blurred Noisy and Undersampled Measured Images. IEEE Trans, 1997, 6(12):1646-1658.
[14] Zhou Y T Chfellappa R Vaid A et al. Iamge restoration using a neural network. IEEE Transactions on ASSP, 1988, 36(7):1141-1151.
[15] J.K.Paik, A.K.Katsaggelos. Iamge restoration using a modified Hopfield network. IEEE Transactions on Image Processing, 1992, 1(1):49-63.
[16] Chua L O, Yang L. Cellular neural network: Theory[J]. IEEE Transactions on Circuits and System, 1988, 35(10):1257-1272.
[17] 汪海明, 趙建業(yè), 程承旗, 余道衡. 細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像恢復(fù)新方法的研究[J]. 計算機(jī)工程與應(yīng)用, 2003, 8:4-6.
[18] 黃傳軍, 汪海明, 余道衡. 一種新的細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在圖像處理中的應(yīng)用[C]. 華北工學(xué)院學(xué)位論文. 中國航空學(xué)會第五屆信號與信息處理學(xué)術(shù)會議, 2001:171-174.
[19] Masahiko H., Aoki T. Morimitsu H et a1.Implementation of reaction-diffusion cellular automata. Circuits and Svstems I: Fundamental Theory and Applications[J]. IEEE Transactions on, 2002, 49(4): 10-16.
[20] 柏森, 張邦禮, 曹長修. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像復(fù)原方法的研究進(jìn)展[J]. 中國圖像圖形學(xué)報, 2002, 7(11):1105-1112.
[21] 鄭方, 章毓晉. 數(shù)字信號與圖像處理. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2006:14-33.
[22] 章毓晉. 圖像工程(上冊)圖像處理和分析. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2000
[23] 王旭輝. 運(yùn)動模糊圖像的快速恢復(fù). 上海大學(xué), 測試計量技術(shù)儀器專業(yè), 2001:1-10.
[24] K.R.Castleman. 數(shù)字圖像處理. 北京: 電子工業(yè)出版社,
42頁共計17873字
摘 要
在用相機(jī)拍攝景物期間,如果相機(jī)與景物之間存在相對運(yùn)動就會造成照片的模糊,稱之為運(yùn)動模糊。運(yùn)動模糊是成像過程中普遍存在的問題,在飛機(jī)或宇宙飛行器上拍下來的照片,用照相機(jī)拍攝高速運(yùn)動物體的照片均可能存在這種現(xiàn)象。運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù)是圖像恢復(fù)中的主要課題之一,可廣泛用于天文軍事、道路交通、醫(yī)學(xué)圖像、工業(yè)控制及偵破等領(lǐng)域,具有重要的現(xiàn)實意義。
本文深入分析與研究了運(yùn)動模糊圖像的成像原理,從運(yùn)動模糊圖像的一般情況出發(fā),建立勻速直線運(yùn)動模糊圖像的退化模型及其恢復(fù)模型,并進(jìn)一步從像素運(yùn)動的角度出發(fā),建立變速直線運(yùn)動模糊圖像的退化模型及其恢復(fù)模型?;诖耍髡呓Y(jié)合數(shù)字圖像處理的知識將此算法進(jìn)行計算機(jī)仿真實驗,并對恢復(fù)結(jié)果進(jìn)行誤差分析,驗證了算法的準(zhǔn)確性,同時表明使用空間域恢復(fù)方法恢復(fù)運(yùn)動模糊圖像能收到令人滿意的效果。
目錄
1 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀 2
1.3 本文研究思路與結(jié)構(gòu) 4
2 數(shù)字圖像處理預(yù)備知識 5
2.1 信號與系統(tǒng) 6
2.1.1 信號及其描述 6
2.1.2 單位沖激信號及其性質(zhì) 6
2.1.3 信號的卷積運(yùn)算 7
2.2 圖像中的基本概念 8
2.2.1 數(shù)字圖像的描述 8
2.2.2 彩色圖和灰度圖 8
2.2.3 采樣離散化 9
2.3 圖像的傅立葉變換 10
2.3.1 連續(xù)和離散傅立葉變換 10
2.3.2 相關(guān)傅立葉變換性質(zhì) 11
2.4 圖像恢復(fù)質(zhì)量的評價 12
3 圖像恢復(fù) 12
3.1 退化模型 12
3.1.1 H系統(tǒng)定義 13
3.1.2 連續(xù)退化模型 14
3.1.3 離散退化模型 15
3.2 經(jīng)典恢復(fù)濾波器 17
3.2.1 逆濾波 17
3.2.2 維納濾波 18
4 運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù) 20
4.1 勻速直線運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù) 20
4.1.1 退化模型 20
4.1.2 恢復(fù)原理 20
4.1.3 計算機(jī)仿真實驗 25
4.1.4 結(jié)果分析 27
4.2 變速直線運(yùn)動模糊圖像的恢復(fù) 28
4.2.1 退化模型 28
4.2.2 恢復(fù)原理 31
4.2.3 計算機(jī)仿真實驗 32
4.2.4 結(jié)果分析 33
5 總結(jié) 34
參考文獻(xiàn) 35
【關(guān)鍵詞】數(shù)字圖像;運(yùn)動模糊;勻速模糊;變速模糊;恢復(fù)
參考文獻(xiàn)
[1] 阮秋琦. 數(shù)字圖像處理學(xué). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2001
[2] 趙榮椿. 數(shù)字圖像處理導(dǎo)論. 西安: 西北工業(yè)大學(xué)出版社, 1999
[3] K.R.Castleman. 數(shù)字圖像處理[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2002:324-334.
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[7] 陸俊, 舒志龍, 阮秋琦. 基于尺度旋轉(zhuǎn)的圖像恢復(fù)研究[J]. 通信學(xué)報, 2000, 21(7):67-71.
[8] TAYLOR W F. The Geometry of Computer Graphics[M]. Wadsworth Inc, 1992:260-293.
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[11] 蘇秉華, 金偉其, 牛麗紅, 劉廣榮, 劉明奇. 基于約束的泊松最大后驗概率超分辨率圖像復(fù)原法[J]. ACTA PHOTONICA SINICA, 2002, 31(4):492-496.
[12] A.J.Patti, M.I.Sezan A.M.Tekalp. Superresolution Video Reconstruction with Arbitrary Sampling Lattices and Nonzero Aperture Time. IEEE Trans, 1997, 6(8):1064-1076.
[13] Elad M Feuer A. Restoration of a Single Superresolution Image from Several Blurred Noisy and Undersampled Measured Images. IEEE Trans, 1997, 6(12):1646-1658.
[14] Zhou Y T Chfellappa R Vaid A et al. Iamge restoration using a neural network. IEEE Transactions on ASSP, 1988, 36(7):1141-1151.
[15] J.K.Paik, A.K.Katsaggelos. Iamge restoration using a modified Hopfield network. IEEE Transactions on Image Processing, 1992, 1(1):49-63.
[16] Chua L O, Yang L. Cellular neural network: Theory[J]. IEEE Transactions on Circuits and System, 1988, 35(10):1257-1272.
[17] 汪海明, 趙建業(yè), 程承旗, 余道衡. 細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像恢復(fù)新方法的研究[J]. 計算機(jī)工程與應(yīng)用, 2003, 8:4-6.
[18] 黃傳軍, 汪海明, 余道衡. 一種新的細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在圖像處理中的應(yīng)用[C]. 華北工學(xué)院學(xué)位論文. 中國航空學(xué)會第五屆信號與信息處理學(xué)術(shù)會議, 2001:171-174.
[19] Masahiko H., Aoki T. Morimitsu H et a1.Implementation of reaction-diffusion cellular automata. Circuits and Svstems I: Fundamental Theory and Applications[J]. IEEE Transactions on, 2002, 49(4): 10-16.
[20] 柏森, 張邦禮, 曹長修. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像復(fù)原方法的研究進(jìn)展[J]. 中國圖像圖形學(xué)報, 2002, 7(11):1105-1112.
[21] 鄭方, 章毓晉. 數(shù)字信號與圖像處理. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2006:14-33.
[22] 章毓晉. 圖像工程(上冊)圖像處理和分析. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2000
[23] 王旭輝. 運(yùn)動模糊圖像的快速恢復(fù). 上海大學(xué), 測試計量技術(shù)儀器專業(yè), 2001:1-10.
[24] K.R.Castleman. 數(shù)字圖像處理. 北京: 電子工業(yè)出版社,
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