多視點(diǎn)運(yùn)動去模糊方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)對生產(chǎn)流水線的自動化和智能化程度需求日益提高，作為其起決定因素的機(jī)器視覺檢測識別技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越廣泛和普及。在實(shí)際生產(chǎn)線中，通常采用空間多視點(diǎn)立體成像系統(tǒng)，以獲取被檢測物體的三維空間信息。同時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率，被檢測物體在拍照時(shí)，必須處于高速運(yùn)動的不停機(jī)狀態(tài)。然而，相機(jī)的曝光時(shí)間受到諸多因素的限制，當(dāng)其大于某個(gè)值時(shí)，圖像中運(yùn)動物體的區(qū)域就會產(chǎn)生運(yùn)動模糊現(xiàn)象，從模糊的物體圖像區(qū)域中很難獲得足夠的目標(biāo)特征，進(jìn)

2、而對后續(xù)的檢測與識別過程造成嚴(yán)重影響，降低系統(tǒng)精度，甚至造成整個(gè)系統(tǒng)的失效。因此，運(yùn)用圖像去模糊技術(shù)恢復(fù)出圖像中的目標(biāo)特征，成為機(jī)器視覺檢測識別系統(tǒng)中不可或缺的一個(gè)必要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的圖像去模糊技術(shù)不能很好滿足實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中三維多視點(diǎn)立體機(jī)器視覺的要求，因?yàn)槎嘁朁c(diǎn)圖像中的同名特征點(diǎn)只有映射到同一三維空間位置上，才能保證檢測結(jié)果精確性和可靠性，而已有方法在去模糊的同時(shí)卻破壞了這種空間映射關(guān)系。針對以上提及的，有關(guān)三維立體機(jī)器視覺應(yīng)用中，暫無比

3、較適用的模糊圖像解決方案，本文研究了一種基于多視點(diǎn)模糊圖模糊核空間幾何映射關(guān)系的去模糊方法。該方法的最大特點(diǎn)是：其不僅能夠提高模糊圖像清晰度，還能夠保證在圖像在去模糊后，目標(biāo)物體同名特征點(diǎn)的空間一致性不被破壞。
　　為了仿真生產(chǎn)流水線中，機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用場景，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套完整的空間多視點(diǎn)圖像采集，調(diào)試，分析，處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)選用Point Grey品牌的Flea2系列的高分辨率CCD工業(yè)相機(jī)，其型號為20S3C-

4、C，以保證多視點(diǎn)圖像的質(zhì)量，同時(shí)，在官方提供的像機(jī)軟硬件接口的基礎(chǔ)上，還開發(fā)了一套可方便進(jìn)行圖像的采集，調(diào)試，分析，處理的系統(tǒng)應(yīng)用軟件，為整個(gè)算法的開發(fā)過程搭建了一套穩(wěn)定的開發(fā)環(huán)境。
　　現(xiàn)有的去模糊方法，未能將空間多視點(diǎn)運(yùn)動模糊圖像模糊核存在的內(nèi)在空間幾何約束關(guān)系充分應(yīng)用到模糊核的估計(jì)中。一旦估計(jì)出來的模糊核喪失了這種關(guān)系，就會使得去模糊后的圖像即使提高了清晰度也無法重建出物體的三維信息。因此，本文以實(shí)際場景中常見的線性運(yùn)動為例

5、，結(jié)合多視幾何理論，分析，推導(dǎo)并建立了多視點(diǎn)模糊圖像模糊核存在的空間幾何映射關(guān)系，利用這種關(guān)系，通過非線性優(yōu)化技術(shù)，精確各視點(diǎn)的模糊核以求解高質(zhì)的量清晰圖像。
　　由于生產(chǎn)節(jié)拍的限制，應(yīng)用在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中的去模糊算法對實(shí)時(shí)性有著較為苛刻的要求。本文分析了實(shí)際工業(yè)流水線中，常見運(yùn)動模糊圖像模糊核特點(diǎn)既模糊核函數(shù)為線性的，研究了一種將模糊圖像的二維模糊模型轉(zhuǎn)換到一維模糊模型的方法，使得清晰圖像的解空間從二維降到一維，顯著降低了去模