[发明专利]一种局部运动模糊图像的复原方法

权利要求书

1.一种局部运动模糊图像的复原方法，适用于由编码曝光相机采集的局部运动模糊图像，其特征在于，

包括以下步骤：

A)获得编码曝光的最优快门序列S；

B)计算运动目标的PSF像移尺度估计值d；

C)采集背景图像G，计算背景图像G与待复原的模糊图像F的差值图像H，表示矩阵的异或计算；

D)将差值图像H二值化后作为模板图H′，将模板图H′与模糊图像F进行模板运算，得到目标提取图像F′，将模板图H′与背景图像G进行模板运算，得到背景图像P；

E)将目标提取图像F′表示为：其中，为待求解的运动目标图像，Γ为目标提取图像F′中背景像素被运动目标遮挡的时间占曝光时间的百分比，P＝G*H′，获得

F)针对步骤E获得的运动目标图像使用基于student-t约束的复原方法，得到运动目标清晰图像

G)将运动目标清晰图像和背景图像P融合，获得复原图像

2.根据权利要求1所述的一种局部运动模糊图像的复原方法，其特征在于，

在步骤A)中使用遗传搜索算法，获得编码曝光的最优快门序列S，目标函数为max F＝α₁min(|F(S)|)+α₂var(1/|F(S)|)，其中，α₁、α₂为权重系数函数，F()表示傅里叶变换，|F(S)|表示快门序列S傅里叶变换的频域幅值，函数var()表示计算方差，S＝[S₁，S₂，...，S_l]，其中S_{i，i∈[1，l]}∈{0，1}，l为编码序列长度，其值由人工设定。

3.根据权利要求1或2所述的一种局部运动模糊图像的复原方法，其特征在于，步骤B)中，获得PSF像移尺度估计值d的方法为：其中，v为运动目标速度的估计值，由人工确定，L为物方成像距离，f为相机焦距，M为相机感光器像素尺寸，t为相机曝光时间，PSF像移尺度估计值d的单位为像素。

4.根据权利要求1或2所述的一种局部运动模糊图像的复原方法，其特征在于，步骤D)中，将差值图像H二值化的方法为：

设置阈值T，其中，x∈[1，m]，y∈[1，n]，m×n为图像的像素尺寸。

5.根据权利要求2所述的一种局部运动模糊图像的复原方法，其特征在于，

步骤E)中，获得目标提取图像F′中背景像素被运动目标遮挡的时间占曝光时间的百分比Γ的方法为：

其中，j∈[1，n]，n为图像的像素行数，Γ＝{Γ₁，Γ₂，...，Γ_n}^T，区域和表示，在运动方向上目标图像区域与背景交界处的两侧区域，所述两侧区域会各有d个像素的运动目标与背景像素的叠加区域，round为近似取整运算。

6.根据权利要求1或2所述的一种局部运动模糊图像的复原方法，其特征在于，步骤F)中，使用基于student-t约束的复原方法，得到运动目标清晰图像的方法包括以下步骤：

F1)建立马尔可夫专家场模型：

其中，为待获得的清晰图像，h为PSF像移尺度估计值，λ、η和ξ分别为各约束项的正则化系数，σ为势函数正则化系数，λ∈[300，1500]，η∈[50，150]，ξ∈(0，1)，为专家场模型的滤波器矩阵，λ、η以及ξ的取值越大时，图像复原细节更锐化，但同时会加大复原图像的噪声，d₁，d₂分别为水平和竖直方向的变分梯度算子；

F2)将步骤B获得的PSF像移尺度估计值d作为h的初始值，使用进化算法迭代若干次，直到取得局部或全局最优解。

7.根据权利要求6所述的一种局部运动模糊图像的复原方法，其特征在于，为5x5的高斯滤波器矩阵，ξ＝0.2，σ＝5。

8.根据权利要求1或2所述的一种局部运动模糊图像的复原方法，其特征在于，

步骤G)中，将运动目标清晰图像和背景图像P融合的方法为：

其中，P′指完全没有被运动目标遮挡的背景图像P的区域，表示运动目标图像与背景图像P交界处的模糊的区域，表示运动目标中心的不模糊区域，

ω_1(x，y)+ω_2(x，y)＝1，其中，x∈[1，m]，y∈[1，n]，m×n为图像的像素尺寸，区域以及区域为目标图像与背景图像P交界处沿横轴方向的两侧的模糊的交界区域。