专利名称：一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法
技术领域：
一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法属于一般的图像数据处理或产生领域中通过使用多于一幅图像的部分，尤其涉及一种离散运动模糊图像构造方法。
背景技术：
如果在成像过程中图像传感器和目标之间存在相对运动，所得图像就会产生运动模糊现象。在日常生活、工业生产、航空航天领域，这种现象非常普遍。虽然运动模糊图像在某些特殊领域中可以呈现出艺术的美感，但是在交通运输、工业生产等绝大多数领域，运动模糊图像却只能给我们对图像中目标的识别以及对目标细节信息的获取带来麻烦。 如交通运输领域中的电子眼，如果拍摄到图像的模糊程度已经给车牌号的辨识带来困难，那么就很难对违章车辆按章处罚，不利于交通秩序的正常维护，给人们的生活造成安全隐患。避免图像中运动模糊现象的产生，普遍采用防抖技术，防抖技术包括光学防抖和电子防抖，光学防抖又分为镜头防抖和成像防抖，镜头防抖指的是在镜头中设置专门的防抖补偿镜组，根据相机的抖动方向和程度，补偿镜组相应调整位置和角度，使光路保持稳定，如佳能EF IS系列镜头、尼康VR系列镜头、适马OS系列镜头；成像防抖指的是成像器件在感知相机抖动后，改变成像器件的位置或角度来保持成像的稳定，这项技术在数码相机时代得到了广泛的应用。电子防抖指的是通过对所成图像进行分析，然后利用算法对图像进行补偿的防抖技术，这项技术实际上是通过降低画质来补偿抖动，试图在画质和画面抖动之间取得一个平衡点。电子防抖与光学防抖相比，具有成本低，效果差的特点，因此电子防抖仅用在低端相机中。但是，关于电子防抖的算法却比光学防抖技术更受学术界的关注。对于电子防抖的算法，就是对应学术界运动模糊图像的复原算法，现阶段复原算法非常多，有传统的逆滤波算法、维纳滤波算法，还有卡尔曼滤波算法以及凸集投影法等众多盲复原算法，直到现在，仍然有改进的新算法不断涌现出来。为了验证这些新复原算法的适应性，需要复原仅退化参数不同的退化图像，并与原始图像进行比较。在每次采集图像的时候，虽然我们可以根据需要人为设定图像的退化参数，但却无法避免随机噪声的影响，使得实际采集到的图像序列除退化参数不同外，必然会受到随机噪声的影响，因此无法实际采集到仅退化参数不同的退化图像。克服这个问题的办法很简单，就是用软件模拟的方式对原始非退化图像利用不同退化函数进行人工退化。由Gonzalez等人著作，阮秋琦等人翻译，并由机械工业出版社出版的《数字图像处理》一书中总结了现有技术所采用的两种人工退化图像的方法第一种是空域卷积退化方法，如果原始图像为f(x，y)，退化函数为h (x, y)，则退化图像g(x, y)表示为g(x，y)=f(x，y)*h(x，y)式中，表示卷积运算；对于MXN的离散图像，第一种空域卷积退化方式得到退化图像的过程可以进一步写成
权利要求
1.一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 a.在分辨率为M1XN1的静止背景图像中，存在分辨率SM2XN2(M2(MpN2U1)的目标图像，且所述的目标图像的行与列分别平行静止背景图像的行与列；以目标图像边缘始终不超过静止背景图像边缘为前提，将目标图像折返运动过程分为m段单向运动过程，第i(i =1，2，-,m)段单向运动过程中，根据分辨率为M2XN2的目标图像沿其行或列方向运动Iii个像素的距离，构造出Iii个子图像HgyU=I, 2，···, Iii)； b.将步骤a得到的ηι+η2+…+nm个子图像按照如下公式进行加权线性叠加
2.根据权力要求I所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于所述的步骤a中，静止背景图像为f igbaekgMund，目标图像为Hgtjbjeet ;其中，figbackground为M1 X N1的矩阵，f Igobject为M2 X N2的矩阵；对应第i个单向运动过程的第I个子图像figu，目标图像fig(Ajec;t的第I行第I列像素K1位于静止背景图像figbadtgr_d的第Xil行第yil列像素axil，yil位置，则对应第i个单向运动过程的第I个子图像HgiilSM1XN1的矩阵，并且 figia(xil:xil+M2-l, yil:yil+N2-l)=figobJect,figia 的其余元素和 fIgbackground对应位置元素相同；其中，xil:xil+M2-l表示第xil行至第xil+M2_l行,yil: yil+N2_l表示第yil列至第yil+N2-l列。
3.根据权力要求I所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于所述的步骤a中，静止背景图像为f igbaekgr_d，目标图像为Hgtjbjeet ;其中，figbackground为M1 X N1的矩阵，fi g()bjec;t为M2 X N2的矩阵；对应第i个单向运动过程的第j (I 彡 j 彡 Iii-I)个子图像 figi.j，有 figi,j(xijxij+M2-l, yi j:yi j +N2-1) =figobJect, figi,j 的其余元素和figbaekg_d对应位置元素相同；其中，xij:xij+M2-l表示第xij行至第xij+M2_l行，yijyij+N2-l表示第yij列至第yij+N2-l列；如果目标图像figobJect向上运动，则对应第i个单向运动过程的第j+Ι个子图像figi,」+1为M1XN1的矩阵，并且figi, j+1(xij-l:xij+M2-2, yij :yij+N2-l)=f igobJect, figijJ+1 的其余元素和 f igbadtgr_d 对应位置元素相同；其中，xij-1:xij+M2-2 表示第 xij-Ι 行至第 xij+M2_2 行，yij:yij+N2_l 表示第 yij 列至第yij+N2-l 列。
4.根据权力要求I所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于所述的步骤a中，静止背景图像为f igbaekgMund，目标图像为Hgtjbjeet ;其中，figbackground为M1 X N1的矩阵，fi g()bjec;t为M2 X N2的矩阵；对应第i个单向运动过程的第j (I 彡 j 彡 Iii-I)个子图像 figi.j，有 figi,j(xijxij+M2-l, yi j:yi j +N2-1) =figobJect, figi,j 的其余元素和figbaekg_d对应位置元素相同；其中，xij:xij+M2-l表示第xij行至第xij+M2_l行，yijyij+N2-l表示第yij列至第yij+N2-l列；如果目标图像figobJect向下运动，则对应第i个单向运动过程的第j+Ι个子图像figi,」+1为M1XN1的矩阵，并且figi, j+1(xij+l:xi j +M2, yi j yi j +N2-1) =figobJect, figijJ+1 的其余元素和 figbad5gr_d 对应位置元素相同；其中，xij+l:xij+M2 表示第 xij+1 行至第 xij+M2R, yij:yij+N2-l 表示第 yij 列至第 yij+N2_l列。
5.根据权力要求I所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于所述的步骤a中，静止背景图像为f igbaekgr_d，目标图像为Hgtjbjeet ;其中，figbackground为M1 X N1的矩阵，fi g()bjec;t为M2 X N2的矩阵；对应第i个单向运动过程的第j (I 彡 j 彡 Iii-I)个子图像 figi.j，有 figi,j(xijxij+M2-l, yi j:yi j +N2-1) =figobJect, figi,j 的其余元素和figbaekg_d对应位置元素相同；其中，xij:xij+M2-l表示第xij行至第xij+M2_l行，yijyij+N2-l表示第yij列至第yij+N2-l列；如果目标图像figobJect向左运动，则对应第i个单向运动过程的第j+Ι个子图像figi,」+1为M1XN1的矩阵，并且figi, j+1(xij:xij+M2-I, yi j-1: yi j+N2-2) =f igobJect, figijJ+1 的其余元素和 f igbadtgr_d 对应位置元素相同；其中，xij:xij+M2-l 表示第 xij 行至第 xij+M2-l 行，yi j_l: yi j+N2_2 表示第 yij_l 列至第yij+N2-2 列。
6.根据权力要求I所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于所述的步骤a中，静止背景图像为f igbaekgr_d，目标图像为Hgtjbjeet ;其中，figbackground为M1 X N1的矩阵，fi g()bjec;t为M2 X N2的矩阵；对应第i个单向运动过程的第j (I 彡 j 彡 Iii-I)个子图像 figi.j，有 figi,j(xijxij+M2-l, yi j:yi j +N2-1) =figobJect, figi,j 的其余元素和figbaekg_d对应位置元素相同；其中，xij:xij+M2-l表示第xij行至第xij+M2_l行，yijyij+N2-l表示第yij列至第yij+N2-l列；如果目标图像figobJect向右运动，则对应第i个单向运动过程的第j+Ι个子图像figi,」+1为M1XN1的矩阵，并且figi, j+1(xij:xij+M2-I, yij+l:yij+N2)=figobJect, figijJ+1 的其余元素和 figbadtgr_d 对应位置元素相同；其中，xij:xij+M2-l 表示第 xij 行至第 xij+M2-l 行，yij+l:yij+N2 表示第 yij+Ι 列至第 yij+N2列。
7.根据权力要求I所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于当i > 2时，所述的对应第i段单向运动过程的第I个子图像figy与对应第i-1段单向运动过程的第IV1个子图像·相等。
8.根据权利要求I所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于所述的步骤b中，加权系数Wy之比表示为
9.根据权利要求I所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于将步骤b所得到的离散退化图像fig按照如下公式进行灰度值调整fig_improve=k · fig 式中，k为调整系数，fig_improve为调整后的离散退化图像。
10.根据权力要求9所述的一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法，其特征在于所述的调整系数
全文摘要
一种静止背景中折返运动目标的离散退化图像构造方法属于一般的图像数据处理或产生领域中通过使用多于一幅图像的部分，尤其涉及一种离散运动模糊图像构造方法；该方法首先将目标图像的折返运动过程分为m段单向运动过程，并以目标图像边缘始终不超过静止背景图像边缘为前提，根据第i段单向运动过程目标图像运动ni个像素的距离，构造出ni个子图像figi,j(j=1,2,…,ni)，并按照如下公式进行加权线性叠加式中，wi,j为加权系数，fig为构造出的离散退化图像；采用本发明的离散退化图像构造方法，不仅运算时间短，而且退化过程直观，便于理解，无需对图像再调整，同时对应真实场景，能够模拟占据部分视场的运动目标形成的运动模糊图像，且不会出现图像两侧信息相叠加的现象。
文档编号G06T11/00GK102930565SQ20121035910
公开日2013年2月13日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者谭久彬, 赵烟桥, 刘俭 申请人:哈尔滨工业大学