运动模糊图像复原技术的研究与应用(附件)【字数：12974】
摘 要图像在形成、传播、保存过程中使图像质量下降的过程，称为图像退化。运动模糊是退化图像中最为常见的问题，如在航天器或飞机上拍摄的图片以及用成像设备获取高速运动物体的照片，都会存在一定的运动模糊。运动模糊图像的复原技术可以应用于军事机密、医学影像、太空项目、自动化控制、公共安全及交通监控等领域。在用摄像机获取图像时，如果被拍对象和摄像机之间存在相对运动，拍得的照片都可能存在模糊的现象，这种由于相对运动引起的图像模糊现象就是运动模糊。本文将从理论推导和实际使用两方面介绍并比较不同的运动模糊图像复原技术所展示的不同复原效果。运动模糊图像复原过程主要分为两步，第一步是分析原始运动模糊图像，进行两次傅里叶变换后，对其得出的频谱图进行二值化处理，求出运动模糊方向后。第二步是将模糊图像旋转至水平方向，再进行微分自相关计算，求出运动模糊的长度。然后根据运动模糊的长度选择合适的复原方法进行模糊图像复原。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 图像复原技术研究背景 1
1.2 图像复原的发展历程以及研究进展 1
1.3 本课题的章节内容安排 2
第二章 MATLAB软件 3
2.1 MATLAB软件介绍 3
2.2 MATLAB的优点 3
2.3 MATLAB的发展进程 4
2.4 MATLAB在图像复原中的应用 5
第三章 运动模糊图像复原的理论基础 7
3.1 噪声的种类 7
3.2 傅里叶变换 8
3.3 图像的退化模型 9
3.4 运动模糊图像的频谱特征分析 11
3.5 基于微分自相关的运动模糊长度估计 13
第四章 运动模糊图像的复原方法及其原理 17
4.1 逆滤波复原原理 17
4.2 维纳滤波复原原理 18
4.3 有约束最小二乘复原原理 18
第五章 运动模糊图像复原结果与分析 20
5.1 逆滤波复原实例 20
5.2 维纳滤波复原实例 21
5.3 有约束最小二乘复原实例 24
5.4 实验结果与分析 25 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1 图像复原技术研究背景
数字图像处理（又称计算机图像处理），是利用计算机对图像信号转化成的数字信号进行处理的过程。二十世纪六十年代初第一台能够执行有意义的图像处理任务的大型计算机诞生，从此人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。与此同时数字图像处理成为一门学科，最初以人为对象，改善图像的质量，满足人的视觉效果。图像处理是将质量低的图像通过增强、复原、编码以及压缩等手段改造成质量高的图像。
数字图像处理技术的发展，已经不仅仅满足于改善图片的质量，人们对于它的研究也更加深入广泛。在日常中，采集图像的设备与所采取图像的目标间存在较快的相对运动时，所采集到的图像通常显得模糊，即所谓的运动模糊，例如，马路上的摄像头所抓拍的告诉行驶的汽车，航空飞机上拍摄的目标等，而运动模糊图像复原作为图像处理的一个重要分支，能够精确恢复因较快相对运动而采集到的模糊图像的本来面目。人们通过拍摄获得图像在形成和传输的过程中会受到一些因素的影响，导致最终成像质量达不到人们想要的效果，这就是所谓的图像退化也可称为图像降质。只要建立相对应的数学退化模型，根据其退化模型进行逆过程就可以进行模糊图像的复原，面对不同的退化现象，采用不同的复原方法。
如今，运动模糊图像复原技术在军事、天文、医学、交通、工业、刑侦等领域广泛应用，使其成为现今数字图像处理领域的研究热点。随着人们快速发展的生产生活需要，对运动模糊图像复原的应用也越来越不可或缺，复原要求也是越来越高。比如在一些人流量十分大的场合可以轻易辨别出犯罪嫌疑人、高速公路上车牌号码的识别等等，这些都需要利用运动模糊图像图像的复原技术对其进行处理来去除模糊，得到人们可以利用的信息。
1.2 图像复原的发展历程以及研究进展
运动模糊图像复原就是消除由于相机与被拍对象之间存在相对运动而引起的图像模糊，其目的将模糊图像进行处理以获得较为清晰的图像。对于退化的图像，可以将恢复方法大致分为两种:一种方法适用于具有足够先验知识的原始图像，就是对图像建立一个合适的数学模型，并适合于退化图像的基础上所建立的数学模型，以此来得到较好的图像效果。但当没有足够多先验知识时，就需要采取另一种方法，另一种是分析模糊图像并建立相应的退化模型，再根据其模糊参数寻找去除图像模糊的方法，这种方法只适用于尝试估计图像被模糊以前的情况。
在图像复原方面，早在60年代就提出了经典复原算法，现在称为为逆滤波法，也就是早期的去卷积法。但是在有噪声的情况下，该方法并不能有效地抑制噪声，所以会大大地影响图像复原的效果。所以Helstrom在1967年时对该方法进行了改进，采用最小均方误差估计方法，也就是现在常用的维纳滤波法，维纳滤波复原降质图像的关键就是在原图 像与复原图像之间建立最小均方误差,这种方法经实验表明，对噪声有着很强的抑制能力。在获得退化图像的模糊参数之后,维纳滤波是较为有效的。
在上世纪七十年代，由理查德森和露西提出的一种反褶积方法目前已广泛应用于退化图像的恢复,该方法也称为Richardson Lucy(RL)算法，RL算法是一种迭代方法。当信噪比较低时，选择该方法进行图像复原是一个不错的选择。在之后的几年内，Paik等人对Y T Zhou和R Chellappa提出的基于神经网络技术的图像复原的研究进行了改进，减少了庞大的计算量，极大地缩短了图像复原时间。随着计算机技术的发展，人们在对于图像复原的研究方面也不断提出了一些新的方法，使得图像复原工作越来越科学严谨。
1.3 本课题的章节内容安排
论文主要章节的内容安排如下：
第一章 绪论?
说明了选择本课题的背景和其研究的意义，了解了运动模糊图像复原的发展历史以及目前国内外的研究现状。
第二章 MATLAB软件
目 录
第一章 绪论 1
1.1 图像复原技术研究背景 1
1.2 图像复原的发展历程以及研究进展 1
1.3 本课题的章节内容安排 2
第二章 MATLAB软件 3
2.1 MATLAB软件介绍 3
2.2 MATLAB的优点 3
2.3 MATLAB的发展进程 4
2.4 MATLAB在图像复原中的应用 5
第三章 运动模糊图像复原的理论基础 7
3.1 噪声的种类 7
3.2 傅里叶变换 8
3.3 图像的退化模型 9
3.4 运动模糊图像的频谱特征分析 11
3.5 基于微分自相关的运动模糊长度估计 13
第四章 运动模糊图像的复原方法及其原理 17
4.1 逆滤波复原原理 17
4.2 维纳滤波复原原理 18
4.3 有约束最小二乘复原原理 18
第五章 运动模糊图像复原结果与分析 20
5.1 逆滤波复原实例 20
5.2 维纳滤波复原实例 21
5.3 有约束最小二乘复原实例 24
5.4 实验结果与分析 25 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1 图像复原技术研究背景
数字图像处理（又称计算机图像处理），是利用计算机对图像信号转化成的数字信号进行处理的过程。二十世纪六十年代初第一台能够执行有意义的图像处理任务的大型计算机诞生，从此人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。与此同时数字图像处理成为一门学科，最初以人为对象，改善图像的质量，满足人的视觉效果。图像处理是将质量低的图像通过增强、复原、编码以及压缩等手段改造成质量高的图像。
数字图像处理技术的发展，已经不仅仅满足于改善图片的质量，人们对于它的研究也更加深入广泛。在日常中，采集图像的设备与所采取图像的目标间存在较快的相对运动时，所采集到的图像通常显得模糊，即所谓的运动模糊，例如，马路上的摄像头所抓拍的告诉行驶的汽车，航空飞机上拍摄的目标等，而运动模糊图像复原作为图像处理的一个重要分支，能够精确恢复因较快相对运动而采集到的模糊图像的本来面目。人们通过拍摄获得图像在形成和传输的过程中会受到一些因素的影响，导致最终成像质量达不到人们想要的效果，这就是所谓的图像退化也可称为图像降质。只要建立相对应的数学退化模型，根据其退化模型进行逆过程就可以进行模糊图像的复原，面对不同的退化现象，采用不同的复原方法。
如今，运动模糊图像复原技术在军事、天文、医学、交通、工业、刑侦等领域广泛应用，使其成为现今数字图像处理领域的研究热点。随着人们快速发展的生产生活需要，对运动模糊图像复原的应用也越来越不可或缺，复原要求也是越来越高。比如在一些人流量十分大的场合可以轻易辨别出犯罪嫌疑人、高速公路上车牌号码的识别等等，这些都需要利用运动模糊图像图像的复原技术对其进行处理来去除模糊，得到人们可以利用的信息。
1.2 图像复原的发展历程以及研究进展
运动模糊图像复原就是消除由于相机与被拍对象之间存在相对运动而引起的图像模糊，其目的将模糊图像进行处理以获得较为清晰的图像。对于退化的图像，可以将恢复方法大致分为两种:一种方法适用于具有足够先验知识的原始图像，就是对图像建立一个合适的数学模型，并适合于退化图像的基础上所建立的数学模型，以此来得到较好的图像效果。但当没有足够多先验知识时，就需要采取另一种方法，另一种是分析模糊图像并建立相应的退化模型，再根据其模糊参数寻找去除图像模糊的方法，这种方法只适用于尝试估计图像被模糊以前的情况。
在图像复原方面，早在60年代就提出了经典复原算法，现在称为为逆滤波法，也就是早期的去卷积法。但是在有噪声的情况下，该方法并不能有效地抑制噪声，所以会大大地影响图像复原的效果。所以Helstrom在1967年时对该方法进行了改进，采用最小均方误差估计方法，也就是现在常用的维纳滤波法，维纳滤波复原降质图像的关键就是在原图 像与复原图像之间建立最小均方误差,这种方法经实验表明，对噪声有着很强的抑制能力。在获得退化图像的模糊参数之后,维纳滤波是较为有效的。
在上世纪七十年代，由理查德森和露西提出的一种反褶积方法目前已广泛应用于退化图像的恢复,该方法也称为Richardson Lucy(RL)算法，RL算法是一种迭代方法。当信噪比较低时，选择该方法进行图像复原是一个不错的选择。在之后的几年内，Paik等人对Y T Zhou和R Chellappa提出的基于神经网络技术的图像复原的研究进行了改进，减少了庞大的计算量，极大地缩短了图像复原时间。随着计算机技术的发展，人们在对于图像复原的研究方面也不断提出了一些新的方法，使得图像复原工作越来越科学严谨。
1.3 本课题的章节内容安排
论文主要章节的内容安排如下：
第一章 绪论?
说明了选择本课题的背景和其研究的意义，了解了运动模糊图像复原的发展历史以及目前国内外的研究现状。
第二章 MATLAB软件
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/430.html
