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1、,基于DSP图像运动模糊恢复的研究,学 生：杨德文 指导老师：周玉林,基于DSP图像运动模糊恢复的研究,引言,XXXX,数字图像处理是一门涉及多个学科和应用于诸多领域的新兴学科，日益成为人们关注的焦点。在日常生活中，常常会遇到图像模糊现象，通常需要运用图像复原技术对其进行复原，使其成为清晰可辨认的图像，以满足人眼或机器视觉的要求。,Helstrom采用最小均方误差估计方法对退化图像进行处理，从而提出了维纳滤波器。Slepian将维纳滤波进行推广。Pratt和Habibi又提出了提高维纳滤波计算的方法，使得在最小均方意义下，维纳滤波是最优方法。,本课题的研究以道路交通电子眼拍摄的车辆运动模糊图像
2、恢复为例，着重研究运动模糊图像的退化模型，采用维纳滤波方法对运动模糊图像进行恢复，同时运用DSP技术对运动模糊图像进行实时恢复。,研究目的与背景,研究现状,主要研究工作,运动模糊图像的理论基础,XXXX,在图像的形成、传输和记录过程中，由于受到实际成像系统的缺陷、传输介质、物体与成像系统的相对运动、环境随机噪声等影响，故获取的图像几乎均存在一定程度的降质，图像中的像素点发生位移，造成图像的物体扭曲，远近比例失调，从而形成失真、散焦、运动模糊、覆盖噪声的图像。为了使退化图像尽可能或最大限度地恢复出原始的真实图像，需要对其进行一定的处理。,DSP是Digital Signal Processing
3、的缩写，表示数字信号处理，数字化是信息化的基础，数字信号处理是数字化的核心技术之一，其任务基本上是由DSP器件来完成，DSP技术已成为了一项迅速发展的前沿技术。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，从而获得符合人们需要的信号形式。 定点DSP处理器指的是数据格式用整数和小数来表示。 浮点DSP处理器数据的浮点格式用指数和尾数的形式表示，其动态范围比用小数形式表示的定点格式要大得多。,典型的DSP系统,DSP技术的基本概念,图像噪声,加性噪声,量化噪声,乘性噪声,椒盐噪声,图像噪声,当前对模糊图像复原技术的研究主要集中于空域和
4、频域。目前对图像复原技术的研究大部分集中于频域，空域中的卷积对应于频域的乘积，频域乘积可以大大减少计算量。 连续傅里叶变换 二维图像的快速傅里叶变换,频域图像处理技术,模糊图像方程 取Fourier变换得：,离散图像Fourier变换 正变换： 反变换：,运动模糊图像的退化模型,图像退化/复原过程的模型,空域： 频域：,退化系统,退化方程式,连续函数的退化模型,退化模型,匀速直线运动引起的图像模糊的退化模型,运动模糊图像的复原方法和硬件设计,XXXX,约束复原,最小二乘滤波复原方法,维纳滤波复原方法,选择合适的变换矩阵Q,维纳滤波,均方误差最小方程,维纳滤波表示式,系统硬件设计,系统硬件的主体
5、由四个DSP构成，其中有三个定点DSP TMS320C6416和一个浮点DSP TMS320C6711。DSP TMS320C6416支持8/16/32/64bit数据传输，DSP TMS320C6711支持8/16/32bit数据传输。因为DSP TMS320C6711的数据线宽度最大只有32bit，所以系统中的各个DSP之间均采用32bit的数据线连接，且每个DSP外围扩有8M32bit的SDRAM。,运动模糊图像恢复原理框图,运动模糊图像的处理研究和实验结果分析,XXXX,运动模糊图像处理过程,仿真图像生成步骤,无噪声图像复原结果,有噪声图像复原结果,比较以上两幅图像可知：噪声对运动模糊
6、图像的复原质量存在较大的影响，虽然维纳滤波有较强的抑制噪声的能力，但是图像的复原结果仍然不太理想。,复原图像质量评价和振铃效应,XXXX,评价是指通过详细、仔细的研究和评估之后而确定对象的意义、价值或者状态。评价的过程是一个对评价对象的判断过程，同时也是一个综合计算、观察和咨询等方法的一个复合分析过程。,1、客观评价：采用算法对图像质量进行评价。 2、主观评价：观测者设计实验对图像质量进行评价。,在逆卷积恢复图像的过程中，每个像素需要相邻像素的信息才能恢复，但图像边沿的像素没有足够的相邻像素可以利用，因而导致恢复图像的边沿变差，以及使整幅图像存在明暗相间的条纹，即振铃效应。,振铃效应,总结与展
7、望,XXXX,已完成的主要工作,学习了运动模糊图像的恢复处理的相关理论知识，包括DSP技术的基本概念、图像噪声的产生原因和特征、图像频域处理技术、运动模糊的退化模型等。,分析了在已知退化模型的条件下，水平方向的运动模糊图像的恢复方法，主要介绍了维纳滤波复原方法。,使用图像频域处理技术分析并求出了运动模糊的两个参数（运动模糊方向、运动模糊尺度）。,使用维纳滤波方法恢复模糊图像时，会出现阴暗相间的条纹，此现象是振铃效应，并通过复原实验解释了该现象的产生。,后续主要工作,除研究的匀速直线运动模糊外，实际情况下，还存在着旋转、相向、非匀速的运动模糊情况等问题。,在实际采集的运动模糊图像中，大部分运动模糊图像存在噪声，会对运动模糊图像的处理产生不良的影响。,迄今为止，对于运动模糊图像的研究，还仅仅针对一幅图像进行研究。如果采集到的图像中仅仅只是局部有运动模糊的现象，那么针对此类问题的处理会今后研究的重点之一。,敬请各位老师批评指正！,