运动模糊图像重构的算法及其并行化处理研究

运动模糊图像的重构是图像处理中很重要的一个部分,他在照相机防抖、拍摄高清晰图像及运动物体的检测方面都有很重要的作用。介绍运动模糊图像的成因,并推导出运动模糊图像的数学模型及频谱特征,针对水平模糊图像的频谱特征提出一种自动判断运动幅度的算法,并针对多核处理器,采用OpenMP多线程技术进行并行化处理,极大地提高了算法的执行效率。     

一种面向目标区域的快速去模糊算法

本文针对监视视频图像中快速移动目标的运动模糊问题,提出一种面向目标区域的快速去运动模糊算法。本文新算法的实现过程可归纳为三步:首先,通过分析图像运动模糊的离散模型,得出去模糊逆运算迭代公式;其次,针对本文实际研究对象,对相邻帧进行差值计算,利用连续两幅帧差图像提取目标运动矢量以及获取模糊目标所在区域;最后,依据图像去运动模糊的离散迭代模型,对模糊目标区域代入运动矢量进行逆运算,实现对目标区域的去运动模糊处理。仿真试验表明,该方法不仅从空间上缩小了去模糊逆运算范围,处理速度快,而且该方法降低了背景中大片随机噪声对去模糊效果的影响,去运动模糊质量好。?      

毫米波辐射图像的运动模糊参数辨识

针对平面扫描毫米波辐射成像系统和被成像场景之间的运动模糊问题,提出了一种基于Radon变换和微分自相关运算的运动模糊参数辨识方法.首先对原始运动模糊图像两次傅立叶同态变换谱的二值化图像进行Radon变换以估计运动模糊方向,然后在此方向上利用运动模糊图像的微分自相关运算得到运动模糊长度,最后以运动模糊方向和运动模糊长度为参数结合维纳滤波算法对运动模糊图像进行恢复,并引入基于图像灰度梯度向量模方和的运动模糊图像清晰度评价函数,实现对原始运动模糊图像及恢复图像质量的评估,从而达到衡量本文算法辨识精度的目的.实验结果表明,该算法能够准确辨识毫米波辐射图像的运动模糊参数,并具有良好的抗噪声干扰性能及稳定性.     

一种基于倒频谱鉴别模糊参数的图像复原算法

当前运动模糊图像的复原主要依赖于模糊参数的准确鉴别和高质量的复原算法.为了更加准确地鉴别出运动模糊图像的模糊参数,提出了一种基于倒频谱鉴别模糊参数的方法;通过对模糊图像倒频谱实施直方图均衡化和阈值分割提取模糊信息,然后进行Radon变换来确定模糊方向;通过对倒频谱进行数学形态学滤波来提取模糊尺度.针对运动模糊图像的复原...     

基于2D-TDI及运动补偿的红外图像增强算法

针对红外图像的特点,提出了一种基于2D-TDI及运动补偿的新方法。将序列红外图像根据运动特性进行多分辨运动估计,然后根据得到的运动矢量进行2D-TDI。多分辨运动估计的引入,提高了运动估计对噪声的抗干扰能力,并有效地减小了运算量。该算法克服了传统图像直接叠加引入的图像边缘模糊的缺点,并能明显提高图像的信噪比。用真实的红外图像序列进行了处理,实验证明了算法的优越性,并取得了满意的效果。     

一种基于模糊分类的运动目标检测算法

本文提出了一种基于模糊分类的运动目标检测算法.首先对序列图像进行差分运算,并计算差分图像的局域二阶矩,然后使用模糊分类的Powell快速算法提取运动目标.实验结果证明了本算法的有效性和可靠性.     

基于小波变换的红外目标去运动模糊的研究

针对去除图像运动模糊,对图像进行复原,提出一种基于haar小波变换的红外目标去运动模糊的方法。利用小波变换提取并分析图像的水平子带高频信息,判断是否存在运动模糊;通过旋转图像,求取图像的模糊尺度和模糊方向;采用优化的维纳滤波算法编写程序对模糊区域去模糊,进行图像复原。实验结果表明,提出的方法能有效去除由于运动产生的图像模糊,可为进一步图像处理的需要提供清晰的红外图像,且具有鲁棒性强、实时性好等特点,具有较高的应用价值。     

基于频谱分析的运动模糊图像参数检测

为了提高运动模糊图像的运动方向和运动像素的检测精确度,本文提出了基于频谱分析的运动模糊图像参数识别的改进算法,从频谱分析的角度出发推导了暗条纹宽度、图像大小、条纹倾斜角度与运动尺度、运动像素之间的关系;采用二次傅里叶变换的方法细化亮条纹,分析并简化了条纹倾斜角与运动方向角之间的关系;分析了频谱中十字亮线产生的原因及位置,提出了去除十字亮线的新方法;然后,对处理后的频谱进行Radon变换,根据变换结果得出模糊图像的运动方向和运动像素。实验证明,该算法能够检测出不同大小模糊图像的运动方向和运动像素,检测误差控制在0.5°、2个像素的范围之内。     

一种无参考运动模糊图像的质量评价方法

针对高动态环境下视觉导航系统的可靠性受到运动模糊制约,而现有的结构相似度算法（SSIM）对模糊图像评价不敏感的问题,提出了一种基于改进结构相似度的无参考运动模糊图像质量评价算法。首先,将原始运动模糊图像经过同运动方向的模糊算子生成再模糊图像;之后,将原始模糊图像与再模糊图像进行8×8分块,并在相应子块中找到边缘信息丰富的子块;然后,计算原始模糊图像和再模糊图像中对应边缘信息丰富子块的结构相似度;最后,通过边缘置信度对子块加权得到整幅图像的模糊评价指标。实验结果表明,此评价方法结果与主观评价结果具有较高的一致性,能够准确地对运动模糊图像进行评价。由于本方法能有效地优化边缘子块的权值,与传统的平均结构相似度（MSSIM）评价方法相比,具有更高的灵敏性。     

基于局部最大和最小强度先验的遥感图像盲去模糊

针对遥感图像的运动模糊问题，提出一种基于局部最大和最小强度先验的遥感图像盲去模糊方法。该方法利用遥感图像局部像素强度的稀疏性作为先验条件，使用简单的迭代阈值收缩方法求解潜像和模糊核，再由非盲反卷积算法得到去模糊图像。实验结果表明，所提方法能提高计算效率，对于可见、红外遥感图像，均能有效恢复图像的纹理细节，抑制伪影，提升了复原图像的主观效果与客观评价指标。     

一种用于视频分割的快速运动估计方法

本文在考虑视频分割特点的基础上,提出了一种分层块匹配的运动估计方法,这处估计方法具有较快的估计速度和较高的峰值信噪比。用这种方法对一帧图像进行一次运行估计约需0．1秒,可以用于实时的视频分割系统中。实验证明这是一种性能良好的运动估计方法。     

Motion adaptive scan rate up-conversion

The interlaced scan format and the low frame rate in current television systems cause visible degradation in picture quality. To improve the picture, scan rate up-conversion can be implemented in the receiver. Typically, the up-conversion algorithms needed in stationary scenes are different from those needed in nonstationary scenes. In this paper we discuss problems related to scan rate up conversion and motion detection. We present an algorithm that adapts to the motion in the picture and yet effectively eliminates most of the artifacts caused by imperfect motion detection. The algorithm is based on a weighted median filter structure and a simple motion detector. The weights of the median filter are adapted according to the motion detector output. All algorithms discussed have been tested with real sequences using a video sequencer.Invited Paper     

基于块区域子波变换的甚低码率视频编码算法

本文描述了一个有效的视频编码算法，该算法基于视频信号的分数像素精度重叠运动补偿预测和利用双正交滤波器组的区域子波分解，文中给出了采用２４＊２４重叠块的编码器模拟结果。     

Adaptive postprocessing algorithms for low bit rate video signals

A new adaptive postprocessing algorithm to enhance the quality of a noisy video sequence is presented. The algorithm recognizes that the visibility of noise depends on local signal characteristics. It therefore classifies the video signal into different classes and uses separate nonlinear filters matched to each class. The most general version of the algorithm employs motion-compensated frame averaging to improve picture quality in a first stage. A classification algorithm subsequently divides subblocks of pixels in the averaged frame into four classes: edge, smooth, nonsmooth with motion and nonsmooth without motion. Spatial algorithms that perform multilevel median filtering, double median filtering, and median filtering are used for pixels belonging to edge, smooth, and nonsmooth with motion categories. Pixels in the nonsmooth, unmoving category are left unfiltered to preserve corresponding image texture. In a simpler version of this four-class system, the motion cues and motion-compensated frame averaging are eliminated, and the purely spatial filtering is based on a three-class algorithm. When used at the output of a 3-D subband coder at 384 kbps, the spatial postfilter was shown to provide a consistent gain in subjectively evaluated picture quality. Twenty-five viewers participated in an experiment involving three coded sequences. In a pairwise comparison of postfiltered and unfiltered sequences, the postfiltered version was judged to be better in 63 out of 75 instances.     

基于MPEG压缩域的快速、鲁棒的全局运动信息提取方法

全局运动信息在视频分析中起着重要的作用.本文根据MPEG编码特点,提出了一种从MPEG压缩域中快速有效地进行全局运动参数估计的算法.该算法充分利用了MPEG压缩码流中的信息,通过提取预测残差DC图像的运动背景区域,估计全局运动参数,从而保证了参数估计的准确性,有效地克服了已有文献中仅仅采用运动矢量进行全局运动估计的局限性.根据不同的MPEG测试序列的对比分析,结果表明,本算法可快速准确地对MPEG视频序列进行全局运动信息估计,同时具有很高的鲁棒性.     

基于H．264的UMHexagonS算法研究

运动估计是视频压缩领域的关键技术。H．264编码器采用了高精度运动矢量,计算量迅速增长,运动估计消耗整个编码时间80％左右。在所提出的算法建立在分析UMHexagonS算法的基础上,在搜索窗口的大小选择,螺旋搜索及多层次六边形搜索的搜索点数减少3个方面进行了优化,保持了原有图象质量的同时有效地节省了运动估计时间。通过实验证明,优化后的算法与其他算法相比,在重建图象质量和码率接近的情况下,运动估计时间平均节省了12％,一定程度上提高了编码器的实时性。     

基于运动相似性的帧率提升算法

为提升低比特率通信接收端的视频帧率,解决快速运动中的图像模糊问题,提出了一种基于运动相似性的帧率提升算法,其三维递归搜索来减少运动估计的计算复杂度,利用自适应的判决窗口减少非相似运动对运动矢量预测的影响,提高运动估计的精度;同时构建运动相似因子,对不同的运动相似块进行不同的运动矢量细化操作,减小块效应;利用对应的相似运动窗口来进行重叠块补偿插值,提高插值的精度.实验结果表明,该算法在主客观方面有较好的性能提升.     

AVS的自适应提前终止运动估计算*

非对称十字形多层次六边形格点搜索(UMHexagonS)是AVS视频编码中优秀的搜索算法,但仍然存在计算量大的缺点,为了提高编码速度,提出了基于自适应阈值的提前终止算法。首先,自适应的选择SAD阈值,然后引入搜索和SAD计算的提前终止判断;其次,在模式选择中引入了代价值提前比较,该方法对运动缓慢的序列改善较明显。实验表明,在帧间预测不采用帧内预测模式的情况下,优化后的算法在保证视频质量的基本不变的前提下,编码速度平均提高为原来的2倍多。     

基于帧级流水脉动阵列结构的运动估计电路

在将标准的六层Do循环嵌套FSBM算法等效变换成一种新的两层Do循环嵌套算法的基础上,本文提出了三种基于搜索距离分别为P=KN(K≥1),P=N/2和P=N的脉动阵列结构的运动估计电路.上述结构除了支持帧级流水操作外,而且在取得近似100%的阵列流水效率的同时,具有硬件开销小、输入端口数少等特点,可广泛应用于DTV和HDTV等领域.     

基于拟合平面插值的时域错误隐藏算法研究

针对H.264/AVC压缩视频码流在无线信道传输过程中由于运动矢量失配导致图像重构质量下降的问题,本文提出了一种基于拟合平面插值的时域错误隐藏算法。该算法主要利用平面拟合算法对受损宏块运动矢量进行重建,同时采用外边界匹配算法选取最优运动矢量对受损图像进行恢复重建。实验表明,该算法不仅避免了原始算法产生的方块效应,而且在不同的RTP丢包概率下,该算法提升了峰值信噪比,恢复重建的图像质量在主观方面和客观方面都有很大的改善。