[发明专利]一种基于运动检测的图像去模糊方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种图像去模糊方法及装置。

背景技术

在图像处理领域，补偿由于曝光期间相机的运动造成的运动模糊一直是一个热点同时也是一个难点问题。现有的解决方案有两大类，一种是在成像已经完成之后对图像进行补偿，即通过算法将模糊图像进行清晰化；另一种是在成像时就对运动进行补偿，即曝光过程中就将运动造成的干扰去除，立刻获取一张清晰的照片。

第一种解决方案有一个假设前提就是图像模糊的数学模型：其中，B代表模糊图像，I代表清晰图像，k代表空间不变的模糊核，n代表加性噪声，代表空间卷积运算。第一种方案下又存在两个方向，分别是已知模糊核的情况下去模糊和未知模糊核的情况下去模糊。已知模糊核的情况下去模糊相对简单，现有的逆滤波方法相对成熟，如最小均方差滤波（维纳滤波）、约束最小二乘方滤波、几何均值滤波等；未知模糊核的情况相对较难，主要通过对自然图像的先验知识来辅助求取该问题，此类方法计算量大、对硬件要求高、结果不够稳定。

第二种方案的典型代表是Image Stabilizer，该方案的原理是在曝光期间通过陀螺仪检测相机的转动姿态，然后根据转动的信息来控制一枚补偿透镜的运动，从而修正因为转动带来的光路扭曲，最终达到消除运动带来的模糊效果。此方法只能用来解决转动问题带来的模糊，针对大幅度的运动造成的模糊并没有很好的效果。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于相机运动检测的图像去模糊方法，旨在快速、准确地对相机曝光期间运动而造成的图像模糊进行处理。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于相机运动检测的图像去模糊算法，包括下述步骤：

S1：数据采集，以获取相机到被拍摄物体之间的距离（也即物距）、曝光时间T内相机的n组运动数据和相机所拍摄的模糊图像；

S2：根据所述n组运动数据估计相机的运动轨迹，进而根据相机的运动轨迹和物距生成曝光时间T内的模糊核；

S3：根据步骤S2得出的模糊核，对所述模糊图像进行逆滤波得到去模糊的图像。

在又一实施例中，本发明提供了一种基于相机运动检测的图像去模糊装置，其特征在于，包括：

第一模块，用于数据采集，以获取相机到被拍摄物体之间的距离（也即物距）、曝光时间T内相机的n组运动数据和相机所拍摄的模糊图像；

第二模块，用于根据所述n组运动数据估计相机的运动轨迹，进而根据相机的运动轨迹和物距生成曝光时间T内的模糊核；

第三模块，用于根据第二模块得出的模糊核，对所述模糊图像进行逆滤波得到去模糊的图像。

本发明提供的方法和装置能够快速地检测出相机在曝光期间的运动轨迹；能够根据运动轨迹快速地估计运动模糊核；能够有效地恢复出清晰的图像，相较于传统的根据一幅图像进行盲去模糊算法，在运算时间上显著降低，在计算资源上更加节省。

附图说明

图1是本发明实施例提供的系统硬件结构示意图；

图2是本发明实施例提供的处理流程图；

图3是模糊核长度计算原理示意图；

图4是模糊核方向计算原理示意图；

图5是惯性运动单元输出与模糊核方向的关系示意图；

图6是模糊核拼接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实例提供的基于相机运动检测的图像去模糊方法是一种基于惯性导航技术和多视几何学的去模糊过程，其基本思想是：通过惯性导航器件获取曝光期间相机的运动参数，根据运动参数估计相机的大致运动轨迹；然后根据运动轨迹由多视几何学获取曝光期间图像的模糊核；最后由维纳滤波算法得到去模糊后的清晰图像。