專利名稱：一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法屬于一般的圖像數(shù)據(jù)處理或產(chǎn)生領(lǐng)域中通過(guò)使用多于一幅圖像的部分，尤其涉及一種離散運(yùn)動(dòng)模糊圖像構(gòu)造方法。
背景技術(shù)：
如果在成像過(guò)程中圖像傳感器和目標(biāo)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所得圖像就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊現(xiàn)象。在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、航空航天領(lǐng)域，這種現(xiàn)象非常普遍。雖然運(yùn)動(dòng)模糊圖像在某些特殊領(lǐng)域中可以呈現(xiàn)出藝術(shù)的美感，但是在交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)等絕大多數(shù)領(lǐng)域，運(yùn)動(dòng)模糊圖像卻只能給我們對(duì)圖像中目標(biāo)的識(shí)別以及對(duì)目標(biāo)細(xì)節(jié)信息的獲取帶來(lái)麻煩。如交通運(yùn)輸領(lǐng)域中的電子眼，如果拍攝到圖像的模糊程度已經(jīng)給車牌號(hào)的辨識(shí)帶來(lái)困難，那么就很難對(duì)違章車輛按章處罰，不利于交通秩序的正常維護(hù)，給人們的生活造成安全隱患。
避免圖像中運(yùn)動(dòng)模糊現(xiàn)象的產(chǎn)生，普遍采用防抖技術(shù)，防抖技術(shù)包括光學(xué)防抖和電子防抖，光學(xué)防抖又分為鏡頭防抖和成像防抖，鏡頭防抖指的是在鏡頭中設(shè)置專門(mén)的防抖補(bǔ)償鏡組，根據(jù)相機(jī)的抖動(dòng)方向和程度，補(bǔ)償鏡組相應(yīng)調(diào)整位置和角度，使光路保持穩(wěn)定，如佳能EF IS系列鏡頭、尼康VR系列鏡頭、適馬OS系列鏡頭；成像防抖指的是成像器件在感知相機(jī)抖動(dòng)后，改變成像器件的位置或角度來(lái)保持成像的穩(wěn)定，這項(xiàng)技術(shù)在數(shù)碼相機(jī)時(shí)代得到了廣泛的應(yīng)用。電子防抖指的是通過(guò)對(duì)所成圖像進(jìn)行分析，然后利用算法對(duì)圖像進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆蓝都夹g(shù)，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上是通過(guò)降低畫(huà)質(zhì)來(lái)補(bǔ)償抖動(dòng)，試圖在畫(huà)質(zhì)和畫(huà)面抖動(dòng)之間取得一個(gè)平衡點(diǎn)。電子防抖與光學(xué)防抖相比，具有成本低，效果差的特點(diǎn)，因此電子防抖僅用在低端相機(jī)中。但是，關(guān)于電子防抖的算法卻比光學(xué)防抖技術(shù)更受學(xué)術(shù)界的關(guān)注。對(duì)于電子防抖的算法，就是對(duì)應(yīng)學(xué)術(shù)界運(yùn)動(dòng)模糊圖像的復(fù)原算法，現(xiàn)階段復(fù)原算法非常多，有傳統(tǒng)的逆濾波算法、維納濾波算法，還有卡爾曼濾波算法以及凸集投影法等眾多盲復(fù)原算法，直到現(xiàn)在，仍然有改進(jìn)的新算法不斷涌現(xiàn)出來(lái)。為了驗(yàn)證這些新復(fù)原算法的適應(yīng)性，需要復(fù)原僅退化參數(shù)不同的退化圖像，并與原始圖像進(jìn)行比較。在每次采集圖像的時(shí)候，雖然我們可以根據(jù)需要人為設(shè)定圖像的退化參數(shù)，但卻無(wú)法避免隨機(jī)噪聲的影響，使得實(shí)際采集到的圖像序列除退化參數(shù)不同外，必然會(huì)受到隨機(jī)噪聲的影響，因此無(wú)法實(shí)際采集到僅退化參數(shù)不同的退化圖像。克服這個(gè)問(wèn)題的辦法很簡(jiǎn)單，就是用軟件模擬的方式對(duì)原始非退化圖像利用不同退化函數(shù)進(jìn)行人工退化。由Gonzalez等人著作，阮秋琦等人翻譯，并由機(jī)械工業(yè)出版社出版的《數(shù)字圖像處理》一書(shū)中總結(jié)了現(xiàn)有技術(shù)所采用的兩種人工退化圖像的方法第一種是空域卷積退化方法，如果原始圖像為f(x，y)，退化函數(shù)為h(x，y)，則退化圖像g(x，y)表示為g(x, y) = f(x, y)*h(x, y)式中，表示卷積運(yùn)算；對(duì)于MXN的離散圖像，第一種空域卷積退化方式得到退化圖像的過(guò)程可以進(jìn)一步寫(xiě)成
權(quán)利要求
1.一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 a.在分辨率為M1XN1的靜止背景圖像中，存在分辨率為M2X N2 (M2 < M1, M2 < N1)的目標(biāo)圖像，且所述的目標(biāo)圖像的行與列分別平行靜止背景圖像的行與列；以目標(biāo)圖像邊緣始終不超過(guò)靜止背景圖像邊緣為前提，根據(jù)目標(biāo)圖像沿其行或列方向運(yùn)動(dòng)η個(gè)像素的距離，構(gòu)造出η個(gè)子圖像figi (i = I, 2, ···, η)； b.將步驟a得到的η個(gè)子圖像按照如下公式進(jìn)行等權(quán)重線性疊加 式中，fig為構(gòu)造出的離散退化圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法，其特征在于所述的步驟a中，靜止背景圖像為f igbaekgMund，目標(biāo)圖像為Hgtjbjeet ;其中，figbackground為M1 X N1的矩陣，f Igobject為M2 X N2的矩陣；對(duì)于第I個(gè)子圖像Hg1,目標(biāo)圖像figobJeet的第I行第I列像素bul位于靜止背景圖像figbadtgr_d的第xl行第yl列像素axl,yl 位置,則第 I 個(gè)子圖像 Hg1 為 M1XN1 的矩陣,并且 Hg1 (xl xl+M2-l, yi yi+N2-l)=figobject figi的其余元素和figbadtg_d對(duì)應(yīng)位置元素相同；其中，Xl xl+M2-l表示第Xl行至第xl+M2-l行，yl yl+N2-l表示第yl列至第yl+N2_l列。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法，其特征在于所述的步驟a中，靜止背景圖像為f igbaekgr_d，目標(biāo)圖像為Hgtjbjeet ;其中，figbackground為M1XN1的矩陣，fIgobject為M2XN2的矩陣；對(duì)于第i (I彡i彡π_1)個(gè)子圖像figi，有 figi (xi xi+M2-l, yi yi+N2-l) = figobJect, Hgi 的其余元素和 figbackgrmmd 對(duì)應(yīng)位置元素相同；其中,xi xi+M2-l表示第xi行至第xi+M2-l行,yi yi+N2-l表示第yi列至第yi+N2-l列；如果目標(biāo)圖像Hgtjbjeet向上勻速運(yùn)動(dòng)，則第i+ΙΙ個(gè)子圖像figi+1 SM1XN1的矩陣，并且 figi+1(xi_l xi+M2-2, yi yi+N2-l) = figobJect, figi+1 的其余元素和 fig——對(duì)應(yīng)位置元素相同；其中，xi-1 xi+M2-2表示第xi-Ι行至第xi+M2_2行，yi yi+N2-l表示第yi列至第yi+N2-l列。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法，其特征在于所述的步驟a中，靜止背景圖像為f igbaekgMund，目標(biāo)圖像為Hgtjbjeet ;其中，figbackground為M1XN1的矩陣，f Igobject為M2 X N2的矩陣；對(duì)于第i (I彡i彡π_1)個(gè)子圖像figi，有 figi(xi xi+M2-l, yi yi+N2-l) = figobJect, figi 的其余元素和 figbadigr_d 對(duì)應(yīng)位置元素相同；其中,xi xi+M2-l表示第xi行至第xi+M2-l行,yi yi+N2-l表示第yi列至第yI+N2-1列；如果目標(biāo)圖像fIgobject向下勻速運(yùn)動(dòng)，則第1+1個(gè)子圖像figi+1為M1XN1的矩陣，并且 figi+1(xi+l xi+M2, yi yi+N2-l) = figobJect, figi+1 的其余元素和 figbaekgr_d 對(duì)應(yīng)位置元素相同；其中，xi+l xi+M2表示第xi+1行至第xi+M2行,yi yi+N2-l表示第yi列至第 yi+N2_l 列。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法，其特征在于所述的步驟a中，靜止背景圖像為f igbaekgr_d，目標(biāo)圖像為Hgtjbjeet ;其中，figbackground為M1XN1的矩陣，fIgobject為M2XN2的矩陣；對(duì)于第i (I≤i≤π_1)個(gè)子圖像figi，有 figi (xi xi+M2-l, yi yi+N2-l) = figobJect, figi 的其余元素和 figbackgrmmd 對(duì)應(yīng)位置元素相同；其中,xi xi+M2-l表示第xi行至第xi+M2-l行,yi yi+N2-l表示第yi列至第yi+N2-l列；如果目標(biāo)圖像fIgobject向左勻速運(yùn)動(dòng)，則第i+1個(gè)子圖像figi+1 SM1XN1的矩陣，并且 figi+1(xi xi+M2-l,yi-l yi+N2-2) = figQbject, figi+1 的其余元素和 figbackgr_^fiS位置元素相同；其中，xi xi+M2-l表示第xi行至第xi+M2-l行，yi_l yi+N2-2表示第yi_l列至第yi+N2-2列。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法，其特征在于所述的步驟a中，靜止背景圖像為f igbaekgr_d，目標(biāo)圖像為Hgtjbjeet ;其中，figbackground為M1XN1的矩陣，fIgobject為M2XN2的矩陣；對(duì)于第i (I≤i≤π_1)個(gè)子圖像figi，有 figi (xi xi+M2-l, yi yi+N2-l) = figobJect, figi 的其余元素和 figbackgrmmd 對(duì)應(yīng)位置元素相同；其中,xi xi+M2-l表示第xi行至第xi+M2-l行,yi yi+N2-l表示第yi列至第yi+N2-l列；如果目標(biāo)圖像fIgobject向右勻速運(yùn)動(dòng)，則第i+1個(gè)子圖像figi+1 SM1XN1的矩陣，并且 figi+1(xi xi+M2-l, yi+1 yi+N2) = figobJect, figi+1 的其余元素和 figbaekgr_d 對(duì)應(yīng)位置元素相同；其中,xi xi+M2-l表示第xi行至第xi+M2-l行,yi+1 :yi+N2表示第yi+1列至第yi+N2列。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法，其特征在于將步驟b所得到的離散退化圖像fig按照如下公式進(jìn)行灰度值調(diào)整fig—improve = k · fig 式中，k為調(diào)整系數(shù)，fig_improve為調(diào)整后的離散退化圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法，其特征在于所述的調(diào)整系數(shù)k = 1/n。
全文摘要
一種靜止背景中勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的離散退化圖像構(gòu)造方法屬于一般的圖像數(shù)據(jù)處理或產(chǎn)生領(lǐng)域中通過(guò)使用多于一幅圖像的部分，尤其涉及一種離散運(yùn)動(dòng)模糊圖像構(gòu)造方法；該方法首先根據(jù)目標(biāo)圖像在靜止背景圖像中運(yùn)動(dòng)n個(gè)像素的距離，并以目標(biāo)圖像邊緣始終不超過(guò)靜止背景圖像邊緣為前提，構(gòu)造出n個(gè)子圖像figi(i＝1，2，…，n)；再將得到的n個(gè)子圖像按照如下公式進(jìn)行等權(quán)重線性疊加式中，fig為構(gòu)造出的離散退化圖像；采用本發(fā)明的離散退化圖像構(gòu)造方法，不僅運(yùn)算時(shí)間短，而且退化過(guò)程直觀，便于理解，無(wú)需對(duì)圖像再調(diào)整，同時(shí)對(duì)應(yīng)真實(shí)場(chǎng)景，能夠模擬占據(jù)部分視場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)形成的運(yùn)動(dòng)模糊圖像，且不會(huì)出現(xiàn)圖像兩側(cè)信息相疊加的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G06T11/00GK102930568SQ201210361659
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者譚久彬, 趙煙橋, 劉儉 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)