图像模糊在景深处理、运动目标检测和运动参数测量的应用研究

光学系统成像模糊的主要原因有：场景失焦和运动模糊。目前对图像模糊的研究基本上是把模糊看作是一种有害的现象，研究如何减少模糊。而本课题却是从研究产生图像模糊机理出发探讨图像模糊现象的应用。首先研究由于成像系统景深限制而引起失焦模糊的机理，寻找更有效表征图像模糊的方法，以应用于不同聚焦图像融合，再从图像融合的视角研究图像景深的处理，以实现光学系统景深的扩展或产生特殊的景深效果。另外，在对运动模糊机理深入理解的基础上，研究利用运动模糊现象识别和跟踪运动目标的方法，研究利用运动模糊引起图像频谱变化的规律，探索如何有效地从模糊图像的频域或时-频域提取运动信息，以期得到新的利用运动模糊原理测量运动速度、加速度等运动参数的新方法。

光学系统成像模糊的主要原因有：场景失焦和运动模糊。目前，人们主要把模糊看作是有害的现象，研究主要集中在如何减少模糊。而本项目主要研究的是图像模糊现象的应用。首先研究失焦模糊，从寻找更有效描述图像模糊的特征出发，研究不同聚焦图像融合，并从图像融合的视角研究光学系统景深的扩展。然后，研究运动模糊现象，研究了降低运动模糊的方法，研究从运动模糊图像中提取运动信息，以实现对运动目标的运动参数的估计。最后，着重研究了如何在局部模糊图像中分割模糊区域，以实现对运动目标的识别和跟踪。. 项目所取得的主要成果有：. 1．多聚焦图像融合算法及其应用。得到了三种不同聚焦图像融合的新算法：“基于自适应局部Log-Gabor能量的多聚焦图像融合算法”、“基于多级分块迭代法的不同聚焦图像融合”和“椭圆方向窗与新轮廓波应用于多聚焦融合算法”。通过大量的真实显微镜图像和一般相机成像图像实验，证明了这些算法具有优越的性能。探索了通过图像融合扩展光学成像系统的景深，正在努力实现工程化应用。. 2．运动模糊消除算法。通过研究运动模糊机理，得到了三种降低运动模糊的算法。如“基于超拉普拉斯模型的运动去模糊算法”、“基于LMS自适应算法的图像去模糊方法”和“基于零边界像素的模糊图像复原算法”等，这些算法都能在一定条件下有效地减少运动模糊。. 3．局部模糊区域的分割和运动参数估计。得到了“采用奇异值分解的图像模糊区域检测分割算法”和“基于相关性和局部标准差的图像失焦模糊区域检测的算法”，算法能有效地从背景图像中分割出模糊区域，即可从背影图像中识别出运动目标。研究了通过检测频域谱线估计运动方向和长度的方法，初步得到了一定条件下通过运动模糊图像估计目标速度的方法。. 4．一些成果得到工程应用。开发了图像融合应用于显微镜的景深扩展技术，在广西工信委支持下，正在与广州晶华光学和电子有限公司和梧州奥卡光学仪器有限公司联合开发新型显微镜产品。. 5．实现了人才培养。通过项目共培养毕业了6名硕士研究生。培养了6名青年教师，为欠发达地区高校学科建设作出了贡献。