非理想條件下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模糊圖像的模擬與恢復(fù)方法研究.pdf

1、當(dāng)拍攝的目標(biāo)和相機(jī)在曝光瞬間內(nèi)存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，便會(huì)造成拍攝圖像模糊，這種模糊稱為運(yùn)動(dòng)模糊。在實(shí)際過(guò)程中，相機(jī)與目標(biāo)物體之間的運(yùn)動(dòng)相對(duì)復(fù)雜，工作在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的相機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拍攝時(shí)常會(huì)伴隨著在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的非同軸旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)。本文主要針對(duì)非理想條件下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模糊圖像進(jìn)行模擬和恢復(fù)算法研究，具體工作主要有以下幾方面： 1.本文利用解析幾何和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的方法，研究相機(jī)在假定的非理想條件（如相機(jī)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上以一定角度相對(duì)目標(biāo)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)

2、伴隨著在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上擺動(dòng)的情況）下的數(shù)學(xué)過(guò)程，建立圖像退化模型。在此研究基礎(chǔ)上，以旋轉(zhuǎn)角速度、擺動(dòng)角速度、曝光時(shí)間、視場(chǎng)角、成像尺寸等作為參數(shù)，生成在不同參數(shù)組合下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模糊模擬圖像。 2.本文針對(duì)未知參數(shù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模糊提出了一種模糊參數(shù)的估計(jì)方法：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模糊圖像分割成m×n個(gè)小圖，每個(gè)小圖的模糊路徑可以近似為直線模糊路徑。本文運(yùn)用直線運(yùn)動(dòng)模糊方向與模糊尺度的估算方法鑒別出每個(gè)小圖的模糊尺度和方向，最終形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模糊場(chǎng)（

3、m×n大小）的估計(jì)。接著本文使用最小二乘法擬合出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模糊中心和模糊角度。此外，針對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模糊場(chǎng)的這種估計(jì)方法，本文從多個(gè)角度對(duì)模糊圖像進(jìn)行了估計(jì)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心先驗(yàn)知識(shí)在真實(shí)值的正負(fù)20個(gè)像素之間時(shí)，旋轉(zhuǎn)中心的最小二乘估計(jì)與真實(shí)值的誤差在正負(fù)10個(gè)像素之間；模糊角度的先驗(yàn)知識(shí)的誤差在5°以內(nèi)時(shí)，模糊角度的最小二乘估計(jì)是一致的，與真實(shí)值的誤差小。 3.本文運(yùn)用基于極坐標(biāo)變換的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)