靶標(biāo)圖像是一類具有明顯邊緣特征的圖像,常與視覺測量相結(jié)合,用于獲取大型構(gòu)件的外觀形態(tài)、空間位置、旋轉(zhuǎn)角度等信息,實現(xiàn)構(gòu)件三維幾何參量精密測量。然而由于工業(yè)環(huán)境復(fù)雜和光學(xué)成像系統(tǒng)性能制約,圖像采集過程中易發(fā)生噪聲干擾、相機(jī)對焦不準(zhǔn)等問題,產(chǎn)生低信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）離焦退化靶標(biāo)圖像,淹沒其形態(tài)特征,影響后續(xù)的目標(biāo)分割識別、位姿估計結(jié)果,制約視覺測量精度提高�，F(xiàn)有的圖像盲復(fù)原依賴數(shù)學(xué)反卷積或迭代方法,過程對噪聲和迭代初值敏感,復(fù)原的圖像邊緣和細(xì)節(jié)不清晰,甚至發(fā)生振鈴效應(yīng),不利于靶標(biāo)圖像信息的有效提取。因此,研究低信噪比離焦圖像盲復(fù)原方法,并將其應(yīng)用于靶標(biāo)圖像盲復(fù)原中,降低噪聲對靶標(biāo)圖像盲復(fù)原的影響,增強(qiáng)靶標(biāo)圖像邊緣特征,實現(xiàn)靶標(biāo)圖像高質(zhì)量復(fù)原,有利于大型構(gòu)件的高精度定位和跟蹤。本文在分析圖像退化模型以及噪聲對圖像盲復(fù)原影響基礎(chǔ)上,給出了一種改進(jìn)的基于模糊映射圖的離焦圖像盲復(fù)原方法,并構(gòu)建了低信噪比離焦圖像盲復(fù)原算法。首先,利用各向異性偏微分方程對圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理,在保持圖像邊緣清晰的條件下降低噪聲對盲復(fù)原的影響;其次在尺度空間自動確定二次模糊量并對退... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１圖像盲復(fù)原數(shù)學(xué)模型??Ｆｉｇ．?２－１．?Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｉｍａｇｅ?ｂｌｉｎｄ?ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ??２．２．２盲復(fù)原的不適定性和振鈴效應(yīng)??

－＼??ｙｗｉ＾）?＝?＝?Ｓ?（２－５）??ｍ＝０??根據(jù)離散傅里葉變換的卷積性質(zhì)，＿Ｖ１Ｄ（？）的信號長度為＇＋”２－１。式（２－５）的卷積過??程要求一維信號Ａ：ｍ（？）在［－；Ｖ２?＋１，＇?＋?ｉＶ２?－１］區(qū)間內(nèi)有值，但條件只給出［０，乂］的元素??值，因此卷積結(jié)果與一維信號的外邊界值心（》），》６［－＃２?＋?１，０］１１［＇，＃｜＋＇－１］有關(guān)。??在二維信號圖像復(fù)原過程中，由于與外邊界像素值的不連續(xù)，造成了邊緣振蕩和噪聲??的放大。??Ａ．??嘗＼繼＼??圖２－２圖像復(fù)原振鈴效應(yīng)??Ｆｉｇ．?２－２．?Ｒｉｎｇｉｎｇ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｉｍａｇｅ?ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ??由傅里葉變換性質(zhì)可知，頻域窗函數(shù)對應(yīng)空域兩側(cè)有余波的ｓｉｎｅ函數(shù)。在對模糊??退化圖像進(jìn)行反卷積濾波處理時，若濾波器頻域存在類似窗函數(shù)的陡峭變化，則在空??域會產(chǎn)生余波振蕩，導(dǎo)致復(fù)原圖像的邊緣振鈴效應(yīng)。??根據(jù)以上分析反卷積不適定性和振鈴效應(yīng)的產(chǎn)生原因，對圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理，??有利于實現(xiàn)低信噪比離焦退化圖像盲復(fù)原。但是，圖像去噪的本質(zhì)是平滑高頻分量、??剔除奇異像素的過程，可能導(dǎo)致圖像的邊緣結(jié)構(gòu)信息丟失，給盲復(fù)原引入更大的不確??定性和誤差，因此需要采用一種能夠保持圖像邊緣結(jié)構(gòu)的去噪方法對低信噪比離焦圖??像進(jìn)行預(yù)處理，為盲復(fù)原提供具有清晰邊緣的圖像數(shù)據(jù)。??２．３各向異性偏微分方程圖像去噪方法??２．３．１各向異性偏微分方程擴(kuò)散方程［１（）］??基于圖像去噪的物理、幾何意義建立的各向異性偏微分方程，通過添加正則項、??利用不同的圖像形態(tài)特征改進(jìn)方程和擴(kuò)散系數(shù)，并通過數(shù)值求解實現(xiàn)圖像的非線性濾??波，具有局部自適應(yīng)性

ｇ（ｘ，ｙ）?＊?ｆ｛ｘ，?ｊ）＊（０，０）?＋?ｆＫｎ?Ｙｊ?ｋ（ｘ－ｍ，ｙ－ｎ）?（３－２）??（ｍ，ｎ）＊（ｘ，ｙ）??式中，??／ｈ，？?＝?Ｙｊ?／（ｗ＾）?（３－３）??ｍ’ｎｅｎ＾??（ｍ，ｎ）＊（ｘ，ｙ）??上式將圖像模糊退化分為中心點模糊和鄰域模糊兩部分，這與點光源聚焦成像為點、??離焦成像為模糊圓斑的光學(xué)離焦現(xiàn)象是相互對應(yīng)的，以下從二維高斯數(shù)學(xué)模型和光學(xué)??物理退化過程具體說明這種現(xiàn)象的形成原因。??采用二維高斯函數(shù)描述離焦圖像的ＰＳＦ，模型分布如圖３－１所示，中心像素點的??鄰域像素按照二維高斯函數(shù)分布規(guī)律發(fā)生了擴(kuò)散和衰減。模型的橫剖面為多個同心??圓，與離焦成像為模糊圓斑相對應(yīng)；模型的縱剖面為高斯分布曲線，可以看出中心點??數(shù)值最大，鄰域像素點數(shù)值隨著與中心點的距離增大而減小，且剖面圖的峰值和鄰域??半徑與模糊參數(shù)ｃｒ有關(guān)，因此模糊參數(shù)影響離焦圓斑的半徑和模糊程度。???－?，．．《＊??．？－，?丨?”??Ｔ?１?Ｕ?＞??？，?ｗ，?＞—??’：?Ｉ??：???」?Ｊｔｅｉｉ贏??＇＊?＊?？？?２０?？？?１０?＆?０?ｉ?１０?ｔｔ?？?？?ａ?？?＜１?１０?？?０?４?？０?－Ｉｔ?－？?？??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??＂ｆ?．ｉ??？ｊ?，》?ｙ?丨?Ｍ??？?：?。。／�！�°。、、、?—??２?ｉ?：?。找。?／?，１??ｉ?二．」：丨??＊?＊?？?？?？?．ｗ?？?ｏ?？?ｗ?ｉｓ?？?？??（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）??圖３－１二維高斯分布模型??（ａ）ｃｒ?＝?５二維高斯分布；（ｂ）圖（ａ）的橫剖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3580748