1. 研究目的与意义（文献综述）

目的及意义

运动模糊的本质是由于相机与其所获取的图像之间相对运动而造成曝光瞬间感光介质相对被照物影像相对运动，即两者之间存在着像移。所以如果能减小或者消除这种像移就可以抑制运动模糊的产生。对运动模糊图像进行处理，从而使其恢复较为清晰、真实面目，这是图像复原研究的重要分支，同样也是数字图像处理中比较常见的问题。图像复原的主要工作是去除或者缓解图像采集过程中发生的图像质量退化，使图像趋近于理想的无运动模糊因素的清晰图像。

运动造成图像的退化是非常普遍的现象，而在众多的应用领域又需要清晰高质量的图像，所以对于退化后的图像进行复原处理非常具有现实意义。无论在日常生活还是在国防军工领域，运动造成图像模糊现象普遍存在，这不仅给人们生活而且在航空侦察等各个方面都造成很多不便，所以很有必要对运动模糊图像的恢复做深入研究。在所有运动模糊中，由匀速直线运动造成图像模糊的复原问题更具有一般性和普遍意义。因为变速的、非直线运动在某些条件下可以被分解为分段匀速直线运动。

国内外的研究现状分析

图像复原技术最早可以追溯到 19 世纪50到 60 年代，逆滤波算法在数字图像恢复技术中开始流行起来。但是其对噪声的干扰非常敏感。因此在 1967 年 Helstrom 采用最小均方误差估计方法来改进逆滤波法，得出维纳滤波法，其对噪声具有很好的抵抗性。 随后 Slepian 将维纳滤波方法引入到处理随机 PSF 的情况并得到了好的效果 。但是维纳滤波只是在最小均方误差意义下的最优方法，针对某个具体图像，它不一定是恢复图像的最好方法，因此 Canon 随后提出了功率谱均衡滤波器，它与维纳滤波虽然有一定的相似性，但在某些情况下，其恢复性能是优于维纳滤波的。以上讨论的都是线性的模糊图像复原方法,这些方法实现简单,运算量小,因此在很长一段时间内都是模糊图像复原领域内的主流方法，但是在实际的图像恢复中，线性的条件并不能总是被满足，在实际情况下许多模糊图像系统实际上是非线性的，在非线性图像恢复技术中，最著名的就是 EM 算法。EM 算法专门用于根据不完全观测数据对概率模型中的参数进行估计,并证明了它的收敛性。该算法不一定具有全局最优解,但是却有稳定的局部最优解。它的最大缺点就是计算量太大。在上世纪 70 年代，由 Richardson 和 Lucy 提出了一种基于概率统计贝叶斯理论的去卷积方法，又称为 Richardson-Lucy(R-L)算法，目前被广泛应用于退化图像复原问题中 。R-L 算法归根结底是一种迭代方法，它是基于假设模糊图像像素服从泊松统计分布的前提下采用最大似然法进行估计，迭代求最大似然解，以获得估计图像。在低信噪比的情况下，对图像复原有较好的效果。在 1988 年 Y T Zhou和 R Chellappa 等人将神经网络技术应用于图像复原的研究 ，但是由于其计算量比较大而且精度难以保证，易陷入局部收敛点。随着计算机技术研究的进步和深入，对于图像复原问题不断地出现了一些新理论，新方法：2006 年 Fergus等提出了一种基于空间域先验模型，能够有效估计 PSF并去除复杂相机抖动模糊的方法。2007 年贾佳亚提出了一种用图像透明度图估计 PSF 的新方法。而在2008年 Shan提出了一种 PSF 估计与图像复原同时进行的盲复原方法，效果也很良好。在2010 年 Li Xu等提出一种基于选择具有信息性边界和 ISD 算法的模糊核估计算法，2011 年 Uwe Schmidt提出了一种基于贝叶斯最小均方误差采样非盲反卷积估计噪声与隐藏图象的算法，都取得较好的效果。

经过近半个世纪国内外专家和诸多学者的探索和不懈努力,运动模糊图像复原技术无论在理论上还是在实践中都日趋完善和成熟,相关研究文献和应用成果不断涌现,多种可行而有效的复原算法相继出现。但仍然存在一些问题尚未完全解决,主要包括：1. 目前的运动模糊复原算法主要针对空间不变模糊,其中大多是以理想情况下的匀速直线运动模糊为模型,而对空间可变的模糊形式研究不够深入。2. 运动图像模糊的模糊参数估计仍然是关键问题,如何进一步提高参数估计的精度仍然是运动模糊恢复问题中的难点。3. 振铃现效应是图像恢复中普遍存在的现象,对复原图像的质量有着重要的影响,如何减弱或消除振铃效应还有待进一步的研究。4. 噪声一直是运动模糊图像复原中的重要问题,,如何有效的去除噪声又不影响出模糊参数的估计精度以及复原效果还需继续深入研究。

2. 研究的基本内容与方案

研究（设计）的基本内容

1.运动模糊图像的基本原理及理论基础

2.运动模糊图像的退化模型

3. 研究计划与安排

第1-3周：收集、整理选题相关的文献资料，完成、完善方案论证，撰写开题报告；

第4-5周：认真学习选题相关的知识、了解相关原理、理论知识和算法实现等；

第6-9周：完成程序编写、算法优化以及matlab仿真实验等；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 刘红亮,陈维义,傅茂聪.运动模糊图像复原算法的改进及性能研究[j]. 电视技术. 2015(16) ：43-45

[2] 李鑫楠,黄贺艳,贾小宁,马驷良.基于指导滤波的图像盲复原算法[j]. 物理学报. 2015(13) ：50-155

[3] 库鹏森,玉振明,彭国晋. 单幅运动模糊图像模糊核参数估计[j]. 计算机与数字工程. 2017(03)：535-539