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毕业设计（论文）材料之二（1）安徽工程大学本科毕业设计（论文）专题业：电子信息科学与技术目：图像复原技术及其 MATLAB 实现作者姓名：吴凯导师及职称：金震妮（讲师）导师所在单位：电气工程学院 2014 年 6 月 12 日

安徽工程大学本科毕业设计（论文）任务书 2014 届电气工程学院电子信息科学与技术专业学生姓名：吴凯 Ⅰ 毕业设计（论文）题目中文：图像复原技术及其 MATLAB 实现英文：Matlab Realization of Image Restoration Technology Ⅱ 原始资料 [1] 孟昕,张燕平.运动模糊图像恢复的算法研究与分析[J].计算机技术与发展,2007,17(8):74-76. [2] 孟昕,周琛琛,郝志廷.运动模糊图像恢复算法相关研究发展概述[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2008,7(6),38-41. [3] 曾志高,谭骏珊.匀速直线运动模糊图像的恢复技术研究[J].陕西理工学院学报(自然科学版),2006,22(2),36-38. [4] 李云浩,王建设.匀速直线运动模糊图像的退化数学模型试验研究[J].江西理工大学学报,2006,27(4),28-30.

Ⅲ 毕业设计（论文）任务内容 1、课题研究的意义：图像复原是图像处理领域一个具有现实意义的课题。图像复原的目的是从观测到的退化图像重建原始图像，它是图像处理、模式识别、机器视觉等的基础，在天文学、遥感成像、医疗图像等领域获得了重要应用。运动模糊图像的复原是图像复原的重要组成部分。 2、本课题研究的主要内容：图像复原设计三个方面的内容：退化图像的成像模型，图像复原算法和复原图像的评价标准。本课题通过对运动模糊图像的频域幅度图的黑带条纹(即图像零点个数)分析，计算出运动模糊 PSF 的参数领域。获得 PSF 的参数后，采用逆滤波法、维纳滤波法、最小线性二乘法、Richardson-Lucy 算法等对模糊图像进行复原，并对各种复原方法的结果进行分析与对比。 3、提交的成果：（1）提交毕业设计（论文）一篇；（2）运动模糊图像复原算法仿真效果图及程序清单；（3）至少一篇引用的外文文献及其译文；（4）附不少于 10 篇主要参考文献的题录及摘要。指导教师（签字）教研室主任（签字）批准日期 2 0 1 4 年 1 月 4 日接受任务书日期 2 0 1 4 年 1 月 1 0 日完成日期 2 0 1 4 年 6 月 1 2 日接受任务书学生（签字）

安徽工程大学毕业设计（论文）图像复原技术及其 MATLAB 实现摘要图像复原的目的是从观测到的退化图像重建原始图像，它是图像处理、模式识别、机器视觉等的基础，在天文学、遥感成像、医疗图像等领域获得了重要应用。运动模糊图像的复原是图像复原的重要组成部分。由运动模糊图像复原出原图像关键问题是获取点扩展函数,模糊方向和长度的鉴别至关重要。本文通过对运动模糊图像的频域幅度图的黑带条纹(即图像零点个数)分析,计算出运动模糊 PSF 的参数。获得 PSF 的参数后，本文主要采用了逆滤波法、维纳滤波法、最小线性二乘法、 Richardson-Lucy 算法对模糊图像进行复原，并对各种复原方法的结果进行了分析与对比。关键词：图像复原；运动模糊；模糊方向；模糊长度 I

吴凯：图像复原技术及其 MATLAB 实现 Matlab Realization of Image Restoration Technology Abstract Be reconstructed the original image from the observed degraded image is the purposes of image restoration, which is the basis of image processing, pattern recognition, machine vision, so it gained important applications in astronomy, remote sensing imaging, medical imaging and other fields. Motion blurred image restoration is an important part of image restoration. The key problem in image restoration is to get the point spread function of motion-blurred images , it is important to discriminate the blur direction and blur length . In this paper, motion blurred image in the frequency domain amplitude graph black belt stripe (ie image Zeros) were analyzed to calculate the PSF parameters. After obtaining the parameters of PSF, this paper uses the inverse filtering, Wiener filter, the smallest linear squares, Richardson-Lucy algorithm for fuzzy image restoration, and the results of various recovery methods were analyzed and compared. Keywords: image restoration; motion blur; blur direction ; blur length II

安徽工程大学毕业设计（论文）目录言....................................................................................................................................1 引第 1 章绪论..............................................................................................................................2 1.1 研究背景............................................................................................................................. 2 1.2 相关领域的研究现状及存在的问题................................................................................. 2 第 2 章图像复原技术的一般原理..........................................................................................4 2.1 成像系统的数学描述......................................................................................................... 4 2.2 图像的退化模型................................................................................................................. 5 2.3 图像点扩展函数的估计方法............................................................................................. 6 第 3 章匀速直线运动模糊图像的复原技术..........................................................................7 3.1 匀速直线运动模糊图像的退化模型................................................................................. 7 3.2 任意方向和水平方向运动模糊图像复原的关系............................................................. 8 3.3 模糊长度和方向参数鉴别的基本方法............................................................................. 9 3.4 模糊方向和长度的获取................................................................................................... 11 3.4.1 模糊方向的获取...................................................................................................... 11 3.4.2 模糊长度的估计...................................................................................................... 13 第 4 章匀速直线运动模糊图像的几种复原方法................................................................14 4.1 逆滤波复原....................................................................................................................... 14 4.2 有约束最小二乘方复原................................................................................................... 16 4.3 维纳滤波复原................................................................................................................... 16 4.4 Lucy-Richardson 复原....................................................................................................... 18 第 5 章几种复原方法的 MATLAB 实现及评价.................................................................19 5.1 图象质量评价................................................................................................................... 19 5.2 逆滤波复原....................................................................................................................... 20 5.3 有约束最小二乘方复原的实现....................................................................................... 22 5.4 维纳滤波复原的实现....................................................................................................... 23 5.5 Richardson-Lucy 复原的实现........................................................................................... 25 结论与展望..............................................................................................................................28 论文的工作总结......................................................................................................................28 展望..........................................................................................................................................28 致谢..........................................................................................................................................29 参考文献..................................................................................................................................30 附录 A 引用外文文献及其译文............................................................................................ 31 附录 B 参考文献的题录及其摘要........................................................................................ 37 附录 C 主要源程序................................................................................................................ 39 III

吴凯：图像复原技术及其 MATLAB 实现插图清单图 2-1 图像连续退化模型........................................................................................................5 图 3-1 匀速直线运动模糊图像的退化模型............................................................................7 图 3-2 运动模糊方向示意图....................................................................................................9 图 3-3 原图像和退化图像......................................................................................................11 图 3-4 二次傅里叶变换后的原图像及退化图像 ............................................................... 12 图 3-5 模糊方向的获取 .........................................................................................................12 图 3-6 sobel 算子的自相关曲线............................................................................................. 13 图 4-1 实际的逆滤波处理框图..............................................................................................15 图 5-1 逆滤波复原过程..........................................................................................................20 图 5-2 逆滤波减小振铃现象复原图像图............................................................................. 22 图 5-3 有约束最小二乘方在不同参数下的恢复情况图..................................................... 23 图 5-4 有噪声下维纳滤波在不同参数下的恢复情况......................................................... 25 图 5-5 R-L 算法在不同参数下的复原图像...........................................................................27 IV

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