[发明专利]一种基于双重曝光先验的视频去模糊方法及装置

摘要

本发明提供一种基于双重曝光先验的视频去模糊方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：(A)设计相机的双重曝光模式，获取“长‑短”曝光帧连续交替的视频；(B)对所获取视频中的短曝光帧进行亮度拉伸；(C)设定双重曝光先验项，构建长曝光模糊帧的去模糊总体方程；(D)采用半二次分裂法对长曝光帧去模糊方程进行求解，得到模糊核；(E)采用非盲解卷积算法对长曝光模糊帧进行复原，恢复出去模糊的长曝光帧；(F)循环执行步骤B到E直至所有的长曝光帧处理完成，得到最终去模糊后的清晰视频。该方法可以准确估计出模糊核，最终恢复的视频图像序列具有较好视觉效果，并且显著提高了视频去模糊的效率。

主权项

1.一种基于双重曝光先验的视频去模糊方法，其特征在于包括以下步骤：S1)设计相机的双重曝光模式，即设置交替的长曝光时段和短曝光时段，将曝光时间控制信号输入相机控制接口，获取长曝光帧‑短曝光帧连续交替的视频；S2)对所获取的视频中的短曝光帧进行预处理，根据与当前的短曝光帧相邻长曝光帧的灰度值，对短曝光帧进行亮度拉伸，获得拉伸的短曝光帧；S3)对所获取的视频中的长曝光帧进行去模糊，设定双重曝光先验项，构建长曝光模糊帧的去模糊总体方程，包括：S301)利用与当前的长曝光帧相邻的拉伸的短曝光帧作为辅助信息，设定双重曝光先验对潜在清晰图像进行约束：其中，x为潜在清晰图像，x_s为拉伸的短曝光帧，为潜在清晰图像的梯度，为拉伸后的短曝光帧的梯度。由于拉伸后的短曝光帧的噪音仍然为高斯噪音，并且基于最大后验概率的求解方法能够有效处理高斯噪音，因此采用L2范式的正则化先验项对图像噪音进行建模；另外，加入图像在梯度上的正则化先验项以约束图像噪音使其满足空间分布随机性；S302)利用双重曝光先验项，构建长曝光模糊帧的去模糊总体方程：其中，x,y,k分别代表潜在清晰图像、长曝光模糊帧和模糊核；p(x)是双重曝光先验项；λ和γ是权重因子；S4)采用半二次分裂法对去模糊总体方程进行求解，将其分解为清晰图像子问题和模糊核子问题，包括：S401)求解清晰图像子问题：其中x,y,k分别代表潜在清晰图像、长曝光模糊帧和模糊核；p(x)是双重曝光先验项；λ是权重因子；S402)求解模糊核子问题：其中，k分别代表潜在清晰图像的梯度、长曝光模糊帧的梯度和模糊核；γ是权重因子；迭代求解所述子问题，得到长曝光模糊帧的模糊核；S5)根据求得的模糊核，采用基于超拉普拉斯先验的非盲解卷积算法对长曝光模糊帧进行复原，得到去模糊的长曝光帧；S6)循环执行步骤S2到S5直至所有的长曝光帧处理完成，得到最终去模糊后的清晰视频。