基于模糊图像边界梯度变化的模糊核估计研究-论文.pdf

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1、2014年第8期文章编号：1009—2552(2014)08一O115—03中图分类号：T~91．41文献标识码：A基于模糊图像边界梯度变化的模糊核估计研究李德祥，徐岩，孙婧(天津大学电子信息工程学院，天津300072)摘要：通过分析模糊图像边界的梯度变化，提取了导致图像模糊的运动特性信息，由此建立了与运动特征信息相关的模糊核初始化模型，在相同的恢复质量下，提高了去模糊算法效率。实验表明，该算法提取出了高效的初始化模糊核，降低了对后期递归优化算法的依赖，去模糊耗时短，效果明显，尤其适用于平坦背景、边界区域变化明显的模糊图像去模糊。关键词：模糊核；梯度；运动特性信息Rese

2、archonestimationrelatedblurkernelusingthegradien~ofboundariesinblurredimagesLIDe．xiang，XUYan，SUNJing(SchoolofElectronicInformationEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Thispaperanalyzesthegradientsofboundariesinblurredimages，andextractthemotionfeatureswhichleadtoblur．

3、Thentheblurkernelrelatedtomotioninformationismodeledandinitialized．Theefficiencyisimprovedincaseofthesamerecoveryefect．Theexperimentalresultsshowthattheproposedinitializedblurkernelweakenthedependenceofrecursionoptimizationintheprocessofdebluring．Thecosttimereducedandtheefectsaregoodespec

4、iallyforimageswithflatbackgroundandsignificantchangesnearboundaries．Keywords：blurkernel；gradient；featureofthemoving0引言计与图像去模糊是相关的。常规算法中，PSF的初图像去模糊，旨在根据图像模糊的先验知识，利用始化，大多设为1，利用后期的优化算法进行递归约束，得到恢复图像及递归后的模糊核3。然而算法相应处理算法，进行图像复原。随着拍摄设备的广泛普及，高效的图像去模糊技术受到广泛关注和重视。复杂度高，耗时长，不宜在手持设备中实时应用。产生图像模糊的原因有图像深

5、度不一、焦距变本文针对因平面运动引起的全局模糊图像，分化、相机的平面运动、相机旋转运动等⋯。造成图析了模糊图像边界的梯度变化，得到运动模糊图像像模糊的运动大多以平面运动为基础，因此对因平中的运动特征信息，建立与产生模糊运动相关的模面运动造成的图像模糊的分析更具有一般性意义。糊核初始化模型，利用常见的递归算法，实现了运动图像模糊按照模糊区域大小可分为全局和局部模糊图像的高效恢复。模糊。全局模糊主要由于拍摄设备运动而导致，而1算法描述局部模糊则是由于图像中部分物体的运动而导致。1．1算法基础图像去模糊分析常用点扩散函数PSF(point现有的单帧图像去模糊算法可表示为：spr

6、eadfunction)表征像素在偏移过程中的变化，即B=，K+N(1)模糊核。模糊核的幅值表示模糊权重，模糊核的值越大，则与清晰图像的相关性越大，即在这一时刻，收稿日期：2013—10—30作者简介：李德祥(1988一)，男，硕士，研究方向为图像去模糊。运动速度越慢，图像越清晰l2J，故模糊核幅值的估一l15—式(1)中，表示已知的模糊图像，表示综合模糊核函数，Z表示原始清晰图像，Ⅳ表示噪声，表示卷积。即模糊图像是原始清晰图像与模糊核函数相卷积、并与随机噪声相叠加的结果。在曝光量适当和聚焦正确的情况下，模糊核K■—)I梯度是一个快门开启和关闭的时间[0，NI1]内产生的

7、一个综合模糊核，可由每个时刻的模糊核k卷积得到o因此式(1)可表示为：B=，K+N=，$kok】⋯k⋯kⅣ】+Ⅳ一(2)t时刻的模糊核不仅与该时刻的运动偏移量图1一维信号下，清晰图像梯度与模糊核、模糊图像的关系圈lu，l有关，也与模糊图像与此时刻图像偏移量的』0⋯』0⋯』C相关程度I有关。即：k：k(△，Av，△)(3)IMxMIQ⋯lI⋯IL(7)在t时刻，清晰图像在模糊核k下产生的模糊图像为：lolI1⋯ILB=I(x+au，Y+av)aa+Ⅳ(4)常规去模糊算法中，模糊核的幅值初始化为1，J=2，表示在行，列，图像区域开