目錄
前言
1 緒論 1
1.1 信息保護(hù)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(yùn)動(dòng)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(hù)信息中的作用 3
1.2 降質(zhì)圖像復(fù)原的國(guó)內(nèi)外相關(guān)工作進(jìn)展 4
1.2.1 經(jīng)典運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原方法 4
1.2.2 基于編碼曝光成像的運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原方法 8
1.3 時(shí)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(shí)間編碼曝光運(yùn)動(dòng)模糊圖像采集裝置的設(shè)計(jì) 12
1.3.2 時(shí)間編碼曝光中使用的曝光碼字設(shè)計(jì) 13
1.3.3 時(shí)間編碼曝光運(yùn)動(dòng)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(jī)成像原理 16
2.2.1 電荷的生成 17
2.2.2 電荷的存儲(chǔ) 18
2.2.3 電荷的傳輸 19
2.2.4 電荷的輸出 23
2.3 運(yùn)動(dòng)模糊圖像的成像機(jī)理、數(shù)學(xué)模型及復(fù)原局限 24
2.3.1 運(yùn)動(dòng)模糊圖像的成像機(jī)理 24
2.3.2 運(yùn)動(dòng)模糊成像的數(shù)學(xué)模型 28
2.3.3 降質(zhì)函數(shù)在運(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí)空編碼曝光成像方法 34
2.5 時(shí)間編碼曝光圖像復(fù)原的數(shù)學(xué)模型 36
2.6 時(shí)間編碼曝光成像的信噪比分析 41
2.7 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù) 42
2.8 本章小結(jié) 43
3 時(shí)間編碼曝光圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 44
3.1 概述 44
3.2 時(shí)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(shí)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(shí)間編碼曝光成像的時(shí)序 49
3.4 時(shí)間編碼曝光圖像采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案 50
3.4.1 時(shí)間編碼曝光圖像的采集方案 51
3.4.2 時(shí)間編碼曝光圖像的傳輸方案 54
3.4.3 時(shí)間編碼曝光相機(jī)的總體電路 56
3.5 時(shí)間編碼曝光相機(jī)成像實(shí)驗(yàn) 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(jì) 64
4.1 概述 64
4.2 編碼的設(shè)計(jì)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(bǔ)碼集序列 70
4.4 基于互補(bǔ)碼集的多幅編碼曝光運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原 71
4.4.1 多幅編碼曝光運(yùn)動(dòng)模糊圖像采集 72
4.4.2 互補(bǔ)碼集的設(shè)計(jì) 73
4.4.3 多幅含互補(bǔ)碼集采集的編碼曝光運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原實(shí)驗(yàn) 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(jì)的時(shí)間編碼曝光圖像復(fù)原方法 85
5.1 概述 85
5.2 時(shí)間編碼曝光模式下運(yùn)動(dòng)圖像降質(zhì)函數(shù)的估計(jì) 86
5.3 時(shí)間編碼曝光復(fù)原圖像的評(píng)價(jià)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(jì)的時(shí)間編碼曝光圖像復(fù)原算法 92
5.5 基于時(shí)間編碼曝光成像的模糊長(zhǎng)度估計(jì)與圖像復(fù)原實(shí)驗(yàn) 93
5.5.1 時(shí)間編碼曝光合成圖像的仿真復(fù)原實(shí)驗(yàn) 94
5.5.2 幾種時(shí)間編碼曝光方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn) 98
5.5.3 基于重建圖像相似度與信息熵聯(lián)合估計(jì)的時(shí)間編碼曝光圖像復(fù)原實(shí)驗(yàn) 104
5.6 本章小結(jié) 111
6 基于L0正則化的時(shí)間編碼曝光圖像復(fù)原方法 112
6.1 概述 112
6.2 時(shí)間編碼曝光運(yùn)動(dòng)模糊圖像模型 113
6.3 基于L0正則化的時(shí)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(shí)間編碼曝光圖像復(fù)原實(shí)驗(yàn) 119
6.4.1 仿真合成時(shí)間編碼曝光圖像的復(fù)原實(shí)驗(yàn) 119
6.4.2 實(shí)際采集時(shí)間編碼曝光圖像的復(fù)原實(shí)驗(yàn) 122
6.5 本章小結(jié) 126
7 基于極端先驗(yàn)的時(shí)間編碼曝光圖像復(fù)原方法 127
7.1 概述 127
7.2 極端先驗(yàn)條件下的時(shí)間編碼曝光運(yùn)動(dòng)模糊圖像建模 128
7.2.1 時(shí)間編碼曝光運(yùn)動(dòng)模糊圖像建模 128
7.2.2 基于極端先驗(yàn)的時(shí)間編碼曝光模糊圖像復(fù)原模型 130
7.3 基于極端先驗(yàn)的時(shí)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(yàn)的時(shí)間編碼曝光模糊圖像復(fù)原實(shí)驗(yàn) 136
7.4.1 仿真合成時(shí)間編碼曝光模糊圖像的復(fù)原實(shí)驗(yàn) 136
7.4.2 實(shí)際采集時(shí)間編碼曝光模糊圖像的復(fù)原實(shí)驗(yàn) 141
7.5 本章小結(jié) 145
參考文獻(xiàn) 146