[发明专利]一种基于特征块方向微分的图像模糊方向鉴别方法

说明书

技术领域

本发明属于图像显示领域，涉及一种基于特征块方向微分的图像模糊方向鉴别方法。 

背景技术

摄像头与拍摄物体的相对运动会造成相片的运动模糊，运动模糊的分类有多种，如由于相机的抖动造成的散焦模糊；高速直线运动物体造成的直线运动模糊，由于曝光时间极短，相对运动可以近似看成匀速直线运动，这种模糊一般称为匀速直线运动模糊，这在交通视频中较为常见；此外还有混合运动模糊等等。本发明只涉及匀速直线运动模糊。匀速直线运动模糊的模糊参数有模糊长度和模糊方向，在处理运动模糊图像时，如图像复原，目标识别等，往往要鉴别这些参数。这些参数越准确，对后续处理就越好。本发明主要涉及模糊方向的鉴别，只要鉴别出模糊方向，模糊长度的鉴别也就迎刃而解。现有的模糊方向鉴别方法主要分为频域方法和空域方法，频域方法由于受噪声等其他外界因素影响较大，并不常用；空域方法对噪声并不敏感，鉴别精度高，较为常用。其中基于方向微分的空域鉴别方法运用较广，它的物理前提是原图像视为各为同性的一阶马尔科夫随机过程，物理思想很好，不过处理大多图像时效果并不理想。因此有必要研究出高效实用的模糊方向鉴别方法。 

针对主流使用的液晶显示器或者其他点阵显示阵列，众所周知，所显示的图像由若干个像素点组成，每个像素点显示的色彩由该点的灰阶度值决定，灰阶度值为一组关于零值对称的参数，可以由电压定义。灰阶度值的个数表征了图像色彩的显示深度，即显示色彩丰富的程度。 

方向微分法是本领域常用的一种鉴别模糊方向角度的方法，基本的方向微分法将灰阶度为0的像素复制到模糊图像边缘，其中复制的宽度为微元Δr，这里的微元Δr取值为2像素最佳；滑动窗口大小为2 (Δr+1)×(Δr+1)，如图3，对每个像素点，在以该像素点为圆心，半径为Δr构造一段圆弧。定义旋转角度θ为圆弧上该点到圆心连线与水平方向的夹角。θ区间从-π/2到π/2（可以标记水平方向的角度为0度，上正下负），所述水平方向为预先定义的参考方向。 

例如旋转角度为θ的圆弧上某点，将该点灰阶度值减去作为圆心点的该像素点的灰阶度值就是该像素点在θ角度下的微分，使用的微元为Δr。将滑动窗口移动覆盖整个模糊图像，得到旋转角度为θ时的微分图像，使用的微元为Δr。其中计算圆弧上的点的灰阶度值可以采用现有方法，例如双线性插值法来计算。 

然后将每个像素点下旋转角度θ相同的微分图像灰阶度值取绝对值后再求和，则这些求出的和的最小值对应的角度θ即为模糊方向角度。 

前文所述双线性插值法为现有技术，是有两个变量的插值函数的线性插值扩展，其核心思想是在两个方向分别进行一次线性插值。 

假设在关注区域内的所有点的像素值分布都符合连续函数f，且已知函数 f 在四个整数像素点 Q11 = (x1, y1)、Q12 = (x1, y2), Q21 = (x2, y1) 以及 Q22 = (x2, y2)的像素值。 

对未知点（x,y）首先在 x 方向进行线性插值，然后在 y 方向进行线性插值。 

X方向线性插值：   

Y方向的线性插值：

即可得出该点的函数值，即为该点的像素值。

前文所述基本方向微分法能够判断出模糊图像的模糊方向角度，但判断角度不够精确，并且对整个模糊图像逐点进行模糊方向角度鉴别，计算量庞大。 

发明内容

为克服所述的基本方向微分法对模糊方向角度判断不够精确且计算量庞大的技术问题，本发明提供一种基于特征块方向微分的图像模糊方向鉴别方法。 

本发明所述基于特征块方向微分的图像模糊方向鉴别方法，包括如下步骤： 

步骤1.计算目标图像每个像素点坐标的局部方差，选取其中局部方差最大的前M个点，在这M点中随机选出N点作为特征块构造点；

所述M为预先定义的选择范围参数，N为预先定义的特征块个数，M,N为正整数且M>N>1；

步骤2.对步骤1中得出的每个特征块构造点建立边长为C个像素,面积为的包括该特征块构造点的正方形特征块，所述C为预先定义的特征块边长，C为正整数；

步骤3.运用方向微分法对每个特征块的模糊方向角度进行鉴别，记录所有特征块的模糊方向角度；

步骤4.利用步骤3中得到的各个特征块的模糊方向角度，得出目标图像的模糊方向角度。

采用上述步骤，从目标图像中选取特征块进行模糊方向鉴别，相对对目标图像整体进行模糊方向鉴别的方法显著减少了运算量和运算时间。