電影膠片修復(fù)及噪聲處理關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、舊電影修復(fù)技術(shù)是計算機視覺、數(shù)字圖像處理、數(shù)字視頻處理、數(shù)字節(jié)目非線性編輯等許多研究領(lǐng)域的核心技術(shù)和熱點方向。 本文針對膠片電影中存在的幾種主要失真做了詳細研究，其中主要研究了數(shù)字電影修復(fù)策略、數(shù)字修復(fù)過程中的基礎(chǔ)技術(shù)、以及幾種典型失真的數(shù)學(xué)模型，并在充分汲取現(xiàn)有視頻處理理論及相關(guān)應(yīng)用中技術(shù)優(yōu)點的基礎(chǔ)上，對穩(wěn)像，劃痕，閃爍，圖像噪聲和低亮度CCD噪聲的檢測和修復(fù)做了細致分析，針對它們在空時域上的數(shù)學(xué)特征，修復(fù)算法的計算復(fù)雜度以及

2、圖像恢復(fù)質(zhì)量的不足進行了拓展性研究，提出了一些相對應(yīng)的視頻失真檢測或恢復(fù)方法，從而在有效地增強了圖像序列修復(fù)質(zhì)量的同時，還提升了視頻編碼器處理該類電影序列時的性能。 具體的，本論文的主要研究成果如下： 首先，闡述了數(shù)字實時穩(wěn)像技術(shù)的理論基礎(chǔ)，回顧了兩種典型的傳統(tǒng)穩(wěn)像算法，設(shè)計了一種實時視頻穩(wěn)像系統(tǒng)，包含完整的穩(wěn)像處理步驟.其中全局運動分析，局部運動塊剔除，切邊時圖像尺寸約束，幀擴邊和穩(wěn)像幀生成步驟都有一定的創(chuàng)新性設(shè)計。該

3、系統(tǒng)具有三個工作模式，可以設(shè)置不同的輸入輸出視頻尺寸，其對平移和旋轉(zhuǎn)抖動的穩(wěn)像效果優(yōu)良，并且速度性能完全能適應(yīng)低速嵌入式平臺環(huán)境。 其次，闡述了直線劃痕的視覺特征，改進了劃痕數(shù)學(xué)模型表達式，同時改進了空間直線劃痕檢測器的設(shè)計，并結(jié)合劃痕在時間域上低幅度，與全局運動不相關(guān)的運動特征，設(shè)計了一種基于上述準則進行時域判決的補充算法。這種空時檢測器算法具有更大的適用范圍和更強的識別能力。 第三，闡述了亮度閃爍的視覺特征，描述了多

4、種閃爍數(shù)學(xué)模型，基于其中的不同模型回顧了SLAR修復(fù)算法和Roosmalen的迭代算法，分析了其優(yōu)缺點，提出一種改進型的SLAR算法(ISLAR)，以實現(xiàn)低復(fù)雜度快速修復(fù)，最后設(shè)計了一種基于塊的多幀統(tǒng)計恢復(fù)算法。以達到更精確的修復(fù)效果。 最后，提出了一種新的雙向細節(jié)空時降噪濾波器設(shè)計：它由一個噪聲估計器，一個運動檢測器，一個雙向細節(jié)檢測器和一個三幀高斯自適應(yīng)加權(quán)濾波器構(gòu)成，使用前兩個修復(fù)幀和當前幀來達到實時去噪的目的。該濾波器適

5、合處理高斯噪聲，面對脈沖噪聲和混合噪聲時可以增加一個脈沖噪點檢測器和一個改進的巾心加權(quán)中伉濾波器來處理。此外，還提出一種針對CCD低亮度噪聲的空時多幀平均降噪濾波器算法，其關(guān)鍵是帶有一個嚴格的基于塊的運動檢測器，為了處理鏡頭搖擺帶來的誤判，還增加了全局運動估計和基于塊的運動補償。面對低亮CCD視頻，該算法在高效修復(fù)的基礎(chǔ)上，保持了較低的算法復(fù)雜度，有效地去除了低亮場景下的灰度噪聲和彩色噪聲，并且提升了編碼器的編碼幀率，降低了壓縮流碼率。