科创中国
模糊图像复原技术
成果类型：: 新技术
发布时间: 2022-11-07 15:29:18
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”智能技术体系化应用专业科技服务团| 毕光元 | 2022-11-09 09:47:08
图像复原也被称为图像恢复，是指去除或减轻在获取数字图像过程中发生的图像退化现象。图像复原的目的是使降质图像尽可能恢复到原来的真实面貌，其方法是首先从分析图像降质的机理入手，即用数学模型来描述图像的降质过程，然后在已知降质模型的基础上，通过对该模型求逆运算，从降质图像中求出未降质的清晰图像，恢复图像的原始信息。
解决运动模糊的方法一般有两种，一是减少曝光时间，这样可以减少模糊的程度。但是相机的曝光时间不可能无限制地减小，而且随着曝光时间减小，图像的质量也就随之降低，所以这种方法存在一定的局限；另外一种方法就是建立运动图像的复原模型，通过数学模型来解决图像的复原问题，这种方法具有普遍性，因而也是解决运动模糊的主要手段。现有方法在对模糊尺度较大的图像进行处理时，复原后的图像存在明显的振铃效应，复原后的图像质量较差，无法满足模糊图像复原的需求。
总体来看，现有的模糊图像复原算法都存在一定问题，为此，本项目研究一种有效、通用、快速的模糊图像复原技术。
技术描述
模糊图像复原技术，应用于由于相机和被拍摄目标相对运动而产生的模糊图像，包括以下步骤：
步骤一、通过所述图像得到所述图像的平滑区域；
步骤二、通过所述图像的平滑区域计算平滑区域标记矩阵；
步骤三、根据所述图像生成初始模糊核；
步骤四、通过对所述初始模糊核优化得到模糊核的估计值；
步骤五、通过所述模糊核的估计值对模糊图像进行复原。
造成图像模糊的原因有很多，且不同原因导致的模糊图像需要不同的方法来进行处理。从技术方面来讲，模糊图像处理方法主要分为三大类，分别是图像增强、图像复原和超分辨率重构。本文将从这三方面切入剖析。
智能化设备管理技术是利用系统管理平台软件的设备管理服务，对所有的监控设备包括摄像机、云台、编码器和系统服务器进行不间断的实时监测，当发现故障时能及时通过各种方式告警，提示维护人员及时处置。一个系统可以按照网络拓扑结构部署多台设备管理服务器，分区域对设备进行实时的巡检，这样可以大大提高系统的维护效率，尽可能做到在设备发生故障时，在不超过10分钟的时间内被监测到并告警。
北航工研院相关研发团队
本成果拟应用先进的机器学习和计算机视觉技术，仿真人类的视觉系统，针对某市公共安全图像资源前端摄像头出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡和云台失控等常见摄像头故障以及恶意遮挡和破坏监控设备的不法行为做出准确判断，并自动记录所有的检测结果，生成报表。以便用户轻松维护市公共安全图像资源系统。
技术路线
将视频故障分成视频信号缺失、视频清晰度异常、视频亮度异常、视频噪声、视频雪花、视频偏色、画面冻结、PTZ运动失控八种类型。其中视频信号缺失、随着“平安城市”的广泛建设，各大城市已经建有大量的视频监控系统，虽然监控系统己经广泛地存在于银行、商场、车站和交通路口等公共场所，但是在公安工作中，由于设备或者其他条件的限制，案情发生后的图像回放都存在图像不清晰，数据不完整的问题，无法为案件的及时侦破提供有效线索。经常出现嫌疑人面部特征不清晰、难以辨认、嫌疑车辆车牌模糊无法辨认等问题，这给公安部门破案、法院的取证都带来了极大的麻烦。随着平安城市的推广、各地各类监控系统建设的进一步推进，此类问题将会越来越凸显。
本成果支持以技术咨询，技术转让，技术合作等方式合作。
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