运动图像复原
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优点：感光面上各点的补偿速度一样且没有附加光学系统。
缺点：它对结构的运行及制作精度要求高、需大功率传动装置， 限制了它在航空相机特别是广角镜头相机上的应用；感光材料 逐渐在由胶片往CCD 转变，其相应的像移补偿方法也在发生改 变；
光学式像移补偿法
光学式像移补偿法的原理是按照与相机焦面上像移速度 一致的原则旋转或移动光路元件以改变光线方向达到抑制运 动模糊的目的。
实际中假设是白噪声－－频谱密度为常数，且与图像不相 关，(一般只要噪声带宽比图像带宽大得多时，此假设成立)， 由此得出图像退化模型。 可以将图像退化过程描述成一个退化系统，这里原图像 f (x, y) 是通过一个系统 H 并与加性噪声n(x, y)相加退化成图像 g(x, y) 的，其过程如下图所示：
图像复原与图像增强的关系：
图像复原与图像增强存在密切的联系，它们都要得到 某种意义上的改进图像，也就是希望改进输入图像的视觉 质量。 图像增强技术：要突出所关心的信息，满足人的视觉系统 具有好的视觉结果。 图像复原技术：恢复退化图像的本来面目，忠实原图像， 即根据相应的退化模型和知识将质量退化的图像重建或恢 复到原始图像。因此，必须根据一定的图像退化模型来进 行图像复原。
图像复原技术也常被称为图像恢复技术，是当今图像处 理研究领域的重要分支。
图像复原技术能够去除或减轻在获取数字图像过程中发 生的图像质量下降（退化）问题，从而使图像尽可能地接近 于真实场景。
这些退化包括在图像的形成、传输以及记录过程中由光 学系统、相对运动等造成图像的模糊，以及源自电路和光度 学因素的噪声对图像质量的影响。
两种方法各有优缺点，第一种方法不需要先验知识，但其缺点 是速度较慢，效果也不如第二种好；而第二种方法只要有正确 的模型，就可在相对较短的时间内得到较好的效果，其缺点是 建立准确的模型通常是十分困难的。
从方法和应用角度的分类：
• 频域图像恢复方法：逆滤波、维纳滤波等； • 线性代数恢复方法：线性代数滤波方法、空间域滤波方法等； • 非线性代数恢复方法：投影法、最大熵法、正约束方法、贝叶
斯方法、蒙特卡罗方法等； • 频谱外推法：哈里斯外推法、长球波函数外推法； • 反卷积恢复方法：盲复原方法 应用： • 大气湍流退化图像复原； • 离焦衍射图像复原； • 高速运动模糊图像的复原；………
消除运动模糊的几种补偿方法
运动模糊的实质是由于相机与景物之间相对运动而造成 曝光瞬间感光介质相对被照物影像相对运动，也就是说存在 着像移。如果能减小或者消除这种像移就可以抑制运动模糊 的产生。目前常用的消除像移的方法有以下几种：
图像复原方法的分类：
图像复原大致可以分为两种方法：
一种方法适用于缺乏图像先验知识的情况，此时可对退化过程 建立模型进行描述，进而寻找一种去除或消弱其影响的过程， 是一种估计方法；
另一种方法是针对原始图像有足够的先验知识的情况，对原始 图像建立一个数学模型并根据它对退化图像进行拟合能够获得 更好的复原效果。
目前常用旋转物镜前方的回转反射镜补偿前向像移。
优点：光学式像移补偿法的反射镜体积小、重量轻且易控制， 除补偿前向像移外还能补偿俯仰和偏航引起的像移，主要用 在长焦距全景式相机上。
KA-112A相机和美国芝加哥航空工业公司八十年代初研制的K S-146航空侦察相机都用了该补偿法，它目前用得较多。
电子式像移补偿法
对任一个 f x, y 和任一个常数 、 都有：
优点：图像式像移补偿的成本低、软件算法相对比较成熟、 应用灵活等特点现已经引起广泛关注，随着DS源自文库等快速高效 器件的推广使用，这种方法将很快用于准实时的像移补偿。
7.2 建立图像退化模型
在实际降质过程中，降质的另一个复杂因素是随机噪声， 考虑有噪声的图象恢复，必须知道噪声统计特性以及噪声和图 像信号的相关情况，这是非常复杂的。
机械式像移补偿法 光学式像移补偿法 电子式像移补偿法 图像式像移补偿法
机械式补偿法：
利用机械结构及其组件在曝光时移动光感应介质，使剩余 像移量尽可能小，从而达到抑制运动模糊的目的。
该补偿法适用于飞行器横滚、俯仰和相机扫描引起的运动 模糊，主要用在胶片式垂直照相相机上，实现时是用拉动型量 片机构移动胶片并精确控制卷片机构以保证必要的补偿精度。 美国的KA-112A航空侦察相机用移动胶片法消除扫描和横滚造 成的像移。
它已应用到美国的CA-260、CA-270、CA-290 等电光分 幅式航空侦察相机上，带有这种阶梯式像移补偿技术的面 阵CCD器件目前属于军事禁售品。
图像式像移补偿法
图像式像移补偿又称软件补偿法。模糊图像是由清晰图 像与点扩散函数PSF卷积而得。根据这个原理，由退化图像 进行图像复原（Image Restoration，IR）来完成像移补偿。 图像式像移补偿法是对已有数字图像的后期处理，是一种 被动式的补偿方法且必须用在CCD相机上，通常是对事后图 像进行复原和分析。
运动模糊图像复原技术 及其应用
目录
7.1 运动图像复原技术概述 7.2 建立图像退化模型 7.3 运动模糊图像复原的基本原理 7.4 典型的运动模糊图像复原方法 7.5 几种恢复方法的性能比较 7.6 图像复原质量评价 7.7 运动图像复原方法的应用
7.1 运动图像复原技术概述
什么是图像复原技术？
电子式像移补偿方法主要是针对CCD相机，利用一系列CCD 电荷转移驱动技术来控制CCD曝光以同步像移速度的补偿法。 目前国内外采用的电子式像移补偿法有针对TDI CCD（Time Delay and Integrate Charge Coupled Device）的真角度 像移补偿法和对面阵CCD的阶梯式像移补偿法。
f(x,y)
H
n(x,y) g(x,y)
图像降质过程模型
图像的降质公式：
g(x, y) f , hx , y dd nx, y
以后讨论中对降质模型H作以下假设：
H是线性的
H k1 f1x, y k2 f2 x, y k1Hf1x, y k2Hf 2 x, y
H是空间（或移位）不变的
缺点：它对结构的运行及制作精度要求高、需大功率传动装置， 限制了它在航空相机特别是广角镜头相机上的应用；感光材料 逐渐在由胶片往CCD 转变，其相应的像移补偿方法也在发生改 变；
光学式像移补偿法
光学式像移补偿法的原理是按照与相机焦面上像移速度 一致的原则旋转或移动光路元件以改变光线方向达到抑制运 动模糊的目的。
实际中假设是白噪声－－频谱密度为常数，且与图像不相 关，(一般只要噪声带宽比图像带宽大得多时，此假设成立)， 由此得出图像退化模型。 可以将图像退化过程描述成一个退化系统，这里原图像 f (x, y) 是通过一个系统 H 并与加性噪声n(x, y)相加退化成图像 g(x, y) 的，其过程如下图所示：
图像复原与图像增强的关系：
图像复原与图像增强存在密切的联系，它们都要得到 某种意义上的改进图像，也就是希望改进输入图像的视觉 质量。 图像增强技术：要突出所关心的信息，满足人的视觉系统 具有好的视觉结果。 图像复原技术：恢复退化图像的本来面目，忠实原图像， 即根据相应的退化模型和知识将质量退化的图像重建或恢 复到原始图像。因此，必须根据一定的图像退化模型来进 行图像复原。
图像复原技术也常被称为图像恢复技术，是当今图像处 理研究领域的重要分支。
图像复原技术能够去除或减轻在获取数字图像过程中发 生的图像质量下降（退化）问题，从而使图像尽可能地接近 于真实场景。
这些退化包括在图像的形成、传输以及记录过程中由光 学系统、相对运动等造成图像的模糊，以及源自电路和光度 学因素的噪声对图像质量的影响。
两种方法各有优缺点，第一种方法不需要先验知识，但其缺点 是速度较慢，效果也不如第二种好；而第二种方法只要有正确 的模型，就可在相对较短的时间内得到较好的效果，其缺点是 建立准确的模型通常是十分困难的。
从方法和应用角度的分类：
• 频域图像恢复方法：逆滤波、维纳滤波等； • 线性代数恢复方法：线性代数滤波方法、空间域滤波方法等； • 非线性代数恢复方法：投影法、最大熵法、正约束方法、贝叶
斯方法、蒙特卡罗方法等； • 频谱外推法：哈里斯外推法、长球波函数外推法； • 反卷积恢复方法：盲复原方法 应用： • 大气湍流退化图像复原； • 离焦衍射图像复原； • 高速运动模糊图像的复原；………
消除运动模糊的几种补偿方法
运动模糊的实质是由于相机与景物之间相对运动而造成 曝光瞬间感光介质相对被照物影像相对运动，也就是说存在 着像移。如果能减小或者消除这种像移就可以抑制运动模糊 的产生。目前常用的消除像移的方法有以下几种：
图像复原方法的分类：
图像复原大致可以分为两种方法：
一种方法适用于缺乏图像先验知识的情况，此时可对退化过程 建立模型进行描述，进而寻找一种去除或消弱其影响的过程， 是一种估计方法；
另一种方法是针对原始图像有足够的先验知识的情况，对原始 图像建立一个数学模型并根据它对退化图像进行拟合能够获得 更好的复原效果。
目前常用旋转物镜前方的回转反射镜补偿前向像移。
优点：光学式像移补偿法的反射镜体积小、重量轻且易控制， 除补偿前向像移外还能补偿俯仰和偏航引起的像移，主要用 在长焦距全景式相机上。
KA-112A相机和美国芝加哥航空工业公司八十年代初研制的K S-146航空侦察相机都用了该补偿法，它目前用得较多。
电子式像移补偿法
对任一个 f x, y 和任一个常数 、 都有：
优点：图像式像移补偿的成本低、软件算法相对比较成熟、 应用灵活等特点现已经引起广泛关注，随着DS源自文库等快速高效 器件的推广使用，这种方法将很快用于准实时的像移补偿。
7.2 建立图像退化模型
在实际降质过程中，降质的另一个复杂因素是随机噪声， 考虑有噪声的图象恢复，必须知道噪声统计特性以及噪声和图 像信号的相关情况，这是非常复杂的。
机械式像移补偿法 光学式像移补偿法 电子式像移补偿法 图像式像移补偿法
机械式补偿法：
利用机械结构及其组件在曝光时移动光感应介质，使剩余 像移量尽可能小，从而达到抑制运动模糊的目的。
该补偿法适用于飞行器横滚、俯仰和相机扫描引起的运动 模糊，主要用在胶片式垂直照相相机上，实现时是用拉动型量 片机构移动胶片并精确控制卷片机构以保证必要的补偿精度。 美国的KA-112A航空侦察相机用移动胶片法消除扫描和横滚造 成的像移。
它已应用到美国的CA-260、CA-270、CA-290 等电光分 幅式航空侦察相机上，带有这种阶梯式像移补偿技术的面 阵CCD器件目前属于军事禁售品。
图像式像移补偿法
图像式像移补偿又称软件补偿法。模糊图像是由清晰图 像与点扩散函数PSF卷积而得。根据这个原理，由退化图像 进行图像复原（Image Restoration，IR）来完成像移补偿。 图像式像移补偿法是对已有数字图像的后期处理，是一种 被动式的补偿方法且必须用在CCD相机上，通常是对事后图 像进行复原和分析。
运动模糊图像复原技术 及其应用
目录
7.1 运动图像复原技术概述 7.2 建立图像退化模型 7.3 运动模糊图像复原的基本原理 7.4 典型的运动模糊图像复原方法 7.5 几种恢复方法的性能比较 7.6 图像复原质量评价 7.7 运动图像复原方法的应用
7.1 运动图像复原技术概述
什么是图像复原技术？
电子式像移补偿方法主要是针对CCD相机，利用一系列CCD 电荷转移驱动技术来控制CCD曝光以同步像移速度的补偿法。 目前国内外采用的电子式像移补偿法有针对TDI CCD（Time Delay and Integrate Charge Coupled Device）的真角度 像移补偿法和对面阵CCD的阶梯式像移补偿法。
f(x,y)
H
n(x,y) g(x,y)
图像降质过程模型
图像的降质公式：
g(x, y) f , hx , y dd nx, y
以后讨论中对降质模型H作以下假设：
H是线性的
H k1 f1x, y k2 f2 x, y k1Hf1x, y k2Hf 2 x, y
H是空间（或移位）不变的