[发明专利]高速CCD图像序列的任意运动模糊图像复原方法

说明书

技术领域

本发明涉及种任意运动模糊图像复原方法，尤其是涉及一种高速CCD图像序列的任意运动模糊图像复原方法，其目的在于解决航空遥感成像中的运动模糊图像的复原，具有可对任意运动模糊图像复原、分辨率高的优点，该技术属于图像处理领域。

背景技术

高分辨率图像被广泛应用于侦察、救灾、地理信息系统、数字城市、道路建设等各个领域，具有重要的现实意义，尤其在卫星成像，航空侦察成像等领域对图像的分辨率要求更。航空相机对地面物体成像时往往需要较长的曝光时间，由于飞机的颤振、飞行运动、姿态变化等原因，在曝光时间内成像器件与目标物体之间存在着相对运动，在像面上产生像移造成模糊，图像空间分辨率下降。

本质上要解决成像中运动模糊图像的问题，必须使得曝光时间足够短，或者完全消除曝光过程中传感器与被拍摄目标物体之间的相对运动。但实际上航空成像中为了保证一定的通光能量，曝光时间不可能无限小，同时因航空相机总是在运动中工作，所以相对运动也就不可避免。

目前，用于图像复原的方法主要是通过各种图像复原算法，它们主要可以分为两种：直接算法和盲复原算法(迭代算法)。直接算法像逆滤波、维纳滤波、约束最小二乘法、遗传算法等，他们是直接从图像本身提取运动函数，然而这种方法因为各种振动的复杂性和随机性，图像本身往往没有锐利的边缘，在获取点扩散函数PSF是往往精度不够高。另外，虽然盲复原算法不需要提前获知点扩散函数，但这种迭代算法需要对点扩散函数进行初始的估计，因此图像恢复的效果往往取决于估计的精度，如果估计精度偏差大，恢复图像的效果不甚理想。而且盲复原算法一般都需要经过较多的迭代次数，因此耗时较长。以上这些通用的图像恢复算法，基本上都可以用于运动模糊图像恢复。但因航空成像过程中运动的随机性和复杂性，其恢复精度得不到很好的满足。

发明内容

为了解决成像中因运动图像模糊的问题，本发明的目的是提供一种高速CCD图像序列的任意运动模糊图像复原方法。

本发明的一种高速CCD图像序列的任意运动模糊图像复原方法，技术特点是采用高速CCD相机获得目标曝光时间内的图像序列，构建出目标图像运动的点扩散函数PSF，然后进行图像复原，包括以下步骤：

步骤(1)首先利用高速CCD图像传感器获得曝光时间内运动目标的图像序列，这些序列图像因曝光时间非常短，可认为是清晰的图像。

步骤(2)采用Lucas Kanade算法提取图像序列之间的相对运动矢量。

步骤(3)通过这些运动矢量来构建运动模糊的点扩散函数PSF。

步骤(4)利用已知的PSF构建图像复原算法，对主成像CCD因外部扰动而模糊的图像进行复原，获得高分辨的复原图像。

该方法因高速CCD获取的图像序列清晰，可以容易地提取出图像序列之间的相当运动矢量，构建的PSF精度高，图像复原效果好。

一种高速CCD图像序列的任意运动模糊图像复原方法，其主要包括由：主成像CCD、高速CCD组成。

所述高速CCD用于获取目标图像序列。

所述主CCD用于获取目标图像。

附图说明

图1是本发明的基本原理图。

图2是本发明实施例的矢量提取图。

图3是本发明实施例构建的点扩散函数图。

图4是本发明实施例的图像复原结果对比图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进行详述，但本发明绝非仅限所介绍的实施例。

如图1所示，一种高速CCD图像序列的任意运动模糊图像复原方法包括以下步骤：

步骤(1)首先利用高速CCD图像传感器获得目标的图像序列，这些序列图像因曝光时间非常短，可认为是清晰的图像。先考虑相邻两帧图像I(u)＝I(x，y)和and J(u)＝J(x，y)。

步骤(2)利用Lucas Kanade算法首先提取出相邻两帧的运动矢量。就是要提取出I(u)相对于J(u)的运动矢量，运动矢量可简单表示为r＝u+d。其中d就是图像运动矢量，它可以从下面式中获得：