本書系統(tǒng)地介紹時間編碼曝光成像的原理，設(shè)計并搭建編碼曝光成像系統(tǒng)，深入開展編碼曝光圖像復(fù)原方法的研究。本書共分如下三部分：第一部分從CCD成像模型出發(fā)，闡述其成像原理，從圖像生成的角度，說明一般運動模糊圖像復(fù)原及其局限，引出編碼曝光復(fù)原方法；第二部分設(shè)計和搭建嵌入式編碼曝光成像系統(tǒng)及其使用的曝光碼字設(shè)計；第三部分闡述編碼曝光圖像復(fù)原問題，建立編碼曝光運動模糊圖像復(fù)原模型，利用仿真合成圖像實驗和實際采集圖像實驗證明了本書提出幾種方法的可靠性。
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目錄
前言
1 緒論 1
1.1 信息保護在圖像降質(zhì)與復(fù)原過程中的意義及其研究背景 1
1.1.1 圖像降質(zhì)產(chǎn)生的原因 1
1.1.2 運動模糊圖像復(fù)原的意義與目前存在的問題 2
1.1.3 編碼曝光方法在保護信息中的作用 3
1.2 降質(zhì)圖像復(fù)原的國內(nèi)外相關(guān)工作進展 4
1.2.1 經(jīng)典運動模糊圖像復(fù)原方法 4
1.2.2 基于編碼曝光成像的運動模糊圖像復(fù)原方法 8
1.3 時間編碼曝光圖像采集與復(fù)原中主要的科學(xué)問題 12
1.3.1 時間編碼曝光運動模糊圖像采集裝置的設(shè)計 12
1.3.2 時間編碼曝光中使用的曝光碼字設(shè)計 13
1.3.3 時間編碼曝光運動模糊圖像復(fù)原模型的建立 13
2 編碼曝光成像的基本原理 15
2.1 概述 15
2.2 相機成像原理 16
2.2.1 電荷的生成 17
2.2.2 電荷的存儲 18
2.2.3 電荷的傳輸 19
2.2.4 電荷的輸出 23
2.3 運動模糊圖像的成像機理、數(shù)學(xué)模型及復(fù)原局限 24
2.3.1 運動模糊圖像的成像機理 24
2.3.2 運動模糊成像的數(shù)學(xué)模型 28
2.3.3 降質(zhì)函數(shù)在運動模糊圖像復(fù)原中的局限 30
2.4 編碼曝光成像的典型方法 31
2.4.1 時間編碼曝光成像方法 31
2.4.2 空間編碼曝光成像方法 32
2.4.3 時空編碼曝光成像方法 34
2.5 時間編碼曝光圖像復(fù)原的數(shù)學(xué)模型 36
2.6 時間編碼曝光成像的信噪比分析 41
2.7 圖像質(zhì)量評價指數(shù) 42
2.8 本章小結(jié) 43
3 時間編碼曝光圖像采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 44
3.1 概述 44
3.2 時間編碼曝光的圖像采集方式 45
3.3 基于CCD圖像傳感器的時間編碼曝光成像原理 47
3.3.1 CCD圖像傳感器的成像原理 47
3.3.2 時間編碼曝光成像的時序 49
3.4 時間編碼曝光圖像采集系統(tǒng)的實現(xiàn)方案 50
3.4.1 時間編碼曝光圖像的采集方案 51
3.4.2 時間編碼曝光圖像的傳輸方案 54
3.4.3 時間編碼曝光相機的總體電路 56
3.5 時間編碼曝光相機成像實驗 59
3.6 本章小結(jié) 63
4 圖像采集過程中的曝光碼字設(shè)計 64
4.1 概述 64
4.2 編碼的設(shè)計原則 65
4.3 低互相關(guān)編碼 66
4.3.1 勒讓德序列 68
4.3.2 混合優(yōu)化序列 70
4.3.3 互補碼集序列 70
4.4 基于互補碼集的多幅編碼曝光運動模糊圖像復(fù)原 71
4.4.1 多幅編碼曝光運動模糊圖像采集 72
4.4.2 互補碼集的設(shè)計 73
4.4.3 多幅含互補碼集采集的編碼曝光運動模糊圖像復(fù)原實驗 74
4.5 本章小結(jié) 84
5 基于重建圖像相似度與信息熵聯(lián)合估計的時間編碼曝光圖像復(fù)原方法 85
5.1 概述 85
5.2 時間編碼曝光模式下運動圖像降質(zhì)函數(shù)的估計 86
5.3 時間編碼曝光復(fù)原圖像的評價指標(biāo) 89
5.3.1 解碼圖像的結(jié)構(gòu)相似度 89
5.3.2 解碼圖像的熵 91
5.4 基于重建圖像相似度與信息熵聯(lián)合估計的時間編碼曝光圖像復(fù)原算法 92
5.5 基于時間編碼曝光成像的模糊長度估計與圖像復(fù)原實驗 93
5.5.1 時間編碼曝光合成圖像的仿真復(fù)原實驗 94
5.5.2 幾種時間編碼曝光方法的對比實驗 98
5.5.3 基于重建圖像相似度與信息熵聯(lián)合估計的時間編碼曝光圖像復(fù)原實驗 104
5.6 本章小結(jié) 111
6 基于L0正則化的時間編碼曝光圖像復(fù)原方法 112
6.1 概述 112
6.2 時間編碼曝光運動模糊圖像模型 113
6.3 基于L0正則化的時間編碼曝光模糊圖像的復(fù)原算法 116
6.3.1 圖像復(fù)原模型 116
6.3.2 圖像的更新求解 117
6.3.3 模糊核的求解 118
6.4 基于L0正則化的時間編碼曝光圖像復(fù)原實驗 119
6.4.1 仿真合成時間編碼曝光圖像的復(fù)原實驗 119
6.4.2 實際采集時間編碼曝光圖像的復(fù)原實驗 122
6.5 本章小結(jié) 126
7 基于極端先驗的時間編碼曝光圖像復(fù)原方法 127
7.1 概述 127
7.2 極端先驗條件下的時間編碼曝光運動模糊圖像建模 128
7.2.1 時間編碼曝光運動模糊圖像建模 128
7.2.2 基于極端先驗的時間編碼曝光模糊圖像復(fù)原模型 130
7.3 基于極端先驗的時間編碼曝光模糊圖像復(fù)原算法 132
7.3.1 基于極端通道的圖像復(fù)原模型 133
7.3.2 圖像的更新求解 133
7.3.3 模糊核的求解 135
7.4 基于極端先驗的時間編碼曝光模糊圖像復(fù)原實驗 136
7.4.1 仿真合成時間編碼曝光模糊圖像的復(fù)原實驗 136
7.4.2 實際采集時間編碼曝光模糊圖像的復(fù)原實驗 141
7.5 本章小結(jié) 145
參考文獻 146
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