開(kāi)題報(bào)告--汪闖

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題目:運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原方法的研究學(xué)院:數(shù)理學(xué)院專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):應(yīng)用物理學(xué)學(xué)號(hào):200941220105學(xué)生姓名:汪闖指導(dǎo)教師:余宏生2013年2月10日5畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告1、課題來(lái)源數(shù)理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)選題。2、研究目的和意義由于物體間相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)和攝像儀器的聚焦等原因?qū)е略跀z取圖像過(guò)程中引入了不同程度的模糊,致使圖片質(zhì)量下降,如成像傳感器與被攝景物之間存在高速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),攝取的圖像就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊,運(yùn)動(dòng)模糊是成像過(guò)程中普遍存在的現(xiàn)象,運(yùn)動(dòng)模糊圖像的恢復(fù)也是圖像恢復(fù)中的重要課

2、題之一,對(duì)運(yùn)動(dòng)模糊圖像的復(fù)原研究早已成為圖像復(fù)原領(lǐng)域的熱點(diǎn),其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越多。如普通照相時(shí)手的抖動(dòng)、航空偵察時(shí)飛機(jī)相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)等等。這些運(yùn)動(dòng)會(huì)造成圖像模糊和降低圖像的分辨率,因此,為了提高對(duì)圖像的應(yīng)用效率,就需要提取出模糊圖像中被運(yùn)動(dòng)模糊所掩蓋的信息,為了以最大保真度恢復(fù)原圖像,就需要對(duì)降質(zhì)圖片進(jìn)行復(fù)原操作[1]。無(wú)論在日常生活還是在國(guó)防軍工領(lǐng)域,運(yùn)動(dòng)造成圖像模糊現(xiàn)像普遍存在,這給人們生活和航空偵察等造成很多不便,所以很有必要對(duì)運(yùn)動(dòng)模糊圖像的恢復(fù)做深入研究[2]。3、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)3.1運(yùn)動(dòng)模糊

3、圖像復(fù)原方法研究的現(xiàn)狀數(shù)字圖像處理研究有很大部分是在圖像恢復(fù)方面進(jìn)行的,在六十年代中期,去卷積(逆濾波)開(kāi)始被廣泛地應(yīng)用于數(shù)字圖像恢復(fù)。Nathan用二維去卷積的方法來(lái)處理由漫游者、探索者等外星探索發(fā)射器得到的圖像。在同一個(gè)時(shí)期,Harris采用PSF(PointSpreadFunction)的解析模型對(duì)望遠(yuǎn)鏡圖像中由于大氣擾動(dòng)所造成的模糊進(jìn)行了去卷積處理,Mcglamery則是采用了由實(shí)驗(yàn)室確定的PSF來(lái)對(duì)大氣擾動(dòng)去卷積。從此以后,去卷積就成了圖像恢復(fù)的一種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。但是這種方法對(duì)于噪聲很敏感,在噪聲較大的情況下,圖像恢

4、復(fù)的效果不明顯。大部分圖像中,鄰近的像素是高度相關(guān)的,同時(shí)為了減少噪聲的干擾。Helstrom采用最小均方誤差估計(jì)方法,提出了維納濾波器[3]。后來(lái)Canon提出了功率譜均衡濾波器[4],它和維納濾波器類(lèi)似,但是在某些睛況下,它的恢復(fù)性能優(yōu)于維納濾波器[5]。5畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告對(duì)于隨空間改變的模糊,一種直接而且有效的恢復(fù)方法是坐標(biāo)變換恢復(fù)。其思想就是通過(guò)對(duì)退化圖像進(jìn)行幾何變換,使得到的模糊函數(shù)具有空間不變性。然后采用普通的空間不變恢復(fù)方法對(duì)其進(jìn)行恢復(fù),再用一個(gè)和先前幾何變換相反的逆變換將模糊圖像恢復(fù)為原始圖像。利用

5、這種方法,Rabbins和Huang對(duì)彗星圖像進(jìn)行了處理[6]。Sawchuk研究了由于非線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)、像散和像場(chǎng)彎曲造成的退化圖像。對(duì)于這些隨空間變化的退化圖像,在所需的幾何變換已知的情況下,恢復(fù)是相當(dāng)有效的[7]。由于許多模糊圖像系統(tǒng)實(shí)際上是非線(xiàn)性系統(tǒng),把非線(xiàn)性系統(tǒng)簡(jiǎn)化為線(xiàn)性系統(tǒng),采用線(xiàn)性恢復(fù)方法,雖然簡(jiǎn)化了計(jì)算量和便于實(shí)現(xiàn),但是在某些情況下,恢復(fù)出來(lái)的圖像效果不是很好,于是就提出了非線(xiàn)性圖像恢復(fù)技術(shù),其中最著名的就是EM算法。1974年Besag把馬爾可夫場(chǎng)(MRF)引入到圖像處理領(lǐng)域中,目前已經(jīng)在圖像恢復(fù)、分類(lèi)、分割等

6、方面得到了廣泛應(yīng)用。MRF本質(zhì)上是一個(gè)條件概率模型,結(jié)合貝葉斯準(zhǔn)則,把問(wèn)題歸結(jié)為求解模型的最大后驗(yàn)概率估計(jì),進(jìn)而轉(zhuǎn)化為求解最小能量函數(shù)的優(yōu)化組合問(wèn)題。Zhou第一個(gè)把HNN(HopfieldNeuralNetwork)應(yīng)用到模糊圖像恢復(fù)中,他提出了一種叫zcvJ的算法,該算法可以保證HNN收斂的穩(wěn)定性[8]。但是這種方法的收斂時(shí)間比較長(zhǎng)。后來(lái)Pajk和Katsaggelos提出了改進(jìn)的MHNN(ModifiedHopfieldneuralnetwork)進(jìn)行灰度圖像恢復(fù)[9]。2000年,Galatsanos,Mesaro

7、vie,Katsaggelos等人在已知部分模糊圖像信息的情況下,提出用條件貝葉斯的EA(evidenceanalysis)算法進(jìn)行模糊圖像的盲恢復(fù)[10],它的本質(zhì)也是一種迭代算法,計(jì)算一量也是非常大。對(duì)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和勻速圓周直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究已經(jīng)比較成熟,只是在提高計(jì)算速度和精度上還需進(jìn)一步改進(jìn)。3.2運(yùn)動(dòng)模糊圖像研究的發(fā)展趨勢(shì)圖像恢復(fù)發(fā)展到現(xiàn)在,已經(jīng)有了許多成熟的算法,但是還是存在許多問(wèn)題,等待著我們?nèi)ソ鉀Q。目前圖像恢復(fù)的最新發(fā)展有[2,11]:1)非穩(wěn)圖像復(fù)原,即空間可變圖像復(fù)原。2)退化視頻信號(hào)的復(fù)原問(wèn)題,以及攝像機(jī)

8、拍照?qǐng)D像復(fù)原,這是一個(gè)需要進(jìn)一步研究的領(lǐng)域。3)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)空復(fù)原濾波,同時(shí)將時(shí)間相關(guān)應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中。4)“Telemedicine"的出現(xiàn),遠(yuǎn)程診斷極大的依賴(lài)于遠(yuǎn)程接受的圖像質(zhì)量,圖像恢復(fù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有相當(dāng)重要的作用。5)模糊PSF的確定仍然是一個(gè)困難的問(wèn)題,尤其對(duì)空間可變的PSF的估計(jì)。4、本課題的

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