TW201118800A - System and method for deblurring motion blurred images - Google Patents

Description

201118800 -六、發明說明： ， 【餐南所屬之技術領域】 .； [疆]本發明涉及一種影像處理系統及方法，尤复4 ββ u、1糸關於一種 移動模糊影像處理系統及方法。 ❹ 〇 [0002] 如今，數位相機、手機相機或攝影機等產# σσ匕為非常普 及之數位影像攝取裝置。當使用者按下數位影像攝取裝 置之攝影快門之後，隨即產生被拍攝物體之影像作。、 並將影像信號傳送至顯示螢幕形成餐傳以供用戶觀看° 然而，於昏暗之環境中，或者當數位影像攝取裝置之攝 影快門慢於被拍攝物體之移動速度時，常拍攝出马 比較模糊，這種影像稱為移動模糊影像。冬 ^ 田热，目前也 有許多數位影像攝取裝置内建有影像自動修補之功於， 例如常見之防手顫動功能，由數位影像攝取I置主㈣ 模糊影像進娜補。“，提供料自動_功能之數 位影像攝取裝置之價格通常比較高，對於— 之數位影像攝取裝置而言，例如手機相機，無法負擔ί 種影像自祕補魏所帶來之價格成本。、、、… 【發明内容】 ==，有必要提供—種移動_影像處理系統 清晰— 移動模糊影像進行去模糊化處理為 清晰影像，並且能_低影像處理所帶來之成本價格。 一種移動模糊影像處理 處理單元及顯示螢幕。^ 攝像單元、模糊影像 影像選取模組，用於料像㈣像處理單元包括··模糊 像早兀•攝取被拍攝物體之影像 表單編號A0101 ^ [0003] [0004] 098143003 第3頁/共18頁 0982073787-0 201118800 il 選取移祕!:影像，並於該移動模糊影像中選取所有 模糊圖元;模_數產偷，用於根據每一模糊 之頻域座標計算出每“模_元於被拍攝物體移動過程 中產生之移動偏移量，並根據該移動偏移量產生一移動 模糊函數；及模糊影像轉換模組，用於㈣所述之移動 模糊函數藉由-影像函數計算公式將每—模糊圖元轉化 為對應之清晰圖元，根據所有清晰圖元產生_幅清晰影 像，及將該清晰影像顯示於顯示螢幕上。 [_5]—卿減糊雜處财法，射奸好驟：攝取被 拍攝物體之影像；從攝取之被拍攝物體之影像中選取移 動模糊影像，並於該移動_影像中選取所有模糊圖元 :根據每-模糊圖it之頻域座標計.算出每—模糊圖元於 被拍攝物體移動過程中產生之移動偏移量；根據該移動 偏移量產生-移動模輪數；利用產生之軸模糊函數 藉由-影像函數計算公_每_模糊圖㈣化為對應之 清晰圖元；及根據所有清晰圖元產生—幅清晰影像並 將該清晰影像顯示於顯示勞幕上。 [_相較於習知技術，本發明所述之移動模糊雜處理系統 及方法可歸動_影像進行去_化處理，使移動模 糊影像變成清晰影像以供使用者及時觀看，並且降低數 位影像攝取裝置之影像自動處理魏所帶來之成本價格 〇 [0007] 098143003 【實施方式】 如圖1射，係本發明移動模糊影像處”統較佳實施例 之架構圖。於本實施例中’所述之移動模糊影像處理系 表單編號A0101 第4頁/共18頁 201118800 [0008] Ο Ο [0009] 統可内置於數位相機、手機相機或攝影機等影像攝取裂 置内’用__影像，進行及時地去模糊化處理，使模 糊影像變成清晰影像以供使用者及時觀看。於其他實施 例中，所述之移動模糊影像處理系統也可安裝於電腦處 理系統中’直接對存儲於電腦系統中之模糊影像進行去 模糊化處理，從而使模糊影像轉換為清晰影像。 於本實施例巾’所述之移動模㈣像處理线包括攝像 單元卜模糊影像處理單元2及顯示螢幕3。所述之攝像單 疋1用於攝取被拍攝物體之麟，祕攝取之料傳送至 模糊影像處理單元2。通常，當攝像單元1之攝影快門慢 於被拍攝物狀移動速度時、、，攝像單元i攝取之影像比^ 模糊，這種影像稱為移動模糊影像。，所，述之模糊影像處 理單7〇2用於接收攝像單元w取之移純糊影像處理 該移動模糊f彡像並將其裝料料影像，及將清晰影像 發送給顯示螢幕3。所述之顯示螢幕3用於接收並顯示模 糊影像處理單元2產生之清晰料，以便❹者觀看。於 本實施例巾’所述之模糊影像處理單元2包括模糊影像選 取核組21、模糊函數產生模組22及模肖影像轉換模組23 〇 所述之模糊影像選取模組21用於根據攝像單元丨之移動速 度於攝取之影像中選取出移動模糊影像 ’並於移動模糊 汾像中選取所有模糊圖元。於本實施例中，當攝像單元1 之攝影快門慢於被拍攝物體之移動速度時 ，模糊影像選 取模組21即將此時攝像單元丨攝取之影像選取出來作為移 動模糊fz像》參考圖3所示，模糊影像選取模組21選取出 098143003 表單編號A0101 第5頁/共18頁 0982073787-0 201118800 糊办像A，並於移動模糊影像A中選取模糊圖元， 例如圖3所示之@ π ^ 之核物圖死子丨、P2等。 [0010] [0011] 述之模糊函數產生模組22用於根據模糊圖元之頻域座 十开出每楔糊圖元於被拍攝物體移動過程中產生之 移動偏移里，並根據該移動偏移量產生一移動模糊函數 (point spread functi〇n’psF)。於本實施例中’ 所述之移動偏移量包括被拍攝物體之㈣距離（如圖5所 ’、之移動距離d’）及相對於水準方向上動角度（ 如圖4所不之移動角度“θ”）。所述之移動模糊函數 PSF藉由移動偏移量苛表示為pSF = F(v，w)=f(d，㈦ ’其中V和W為某_模糊圖以頻域㈣，W)表示 頻域座標心之間之函㈣係，f(n>為移動距離d 和移動角度Θ之間之函數關係。參考圖4所示，例如模糊 圖元P2於頻域座標系中之頻域座標表示為('，w2)， 其+ ’W2 = V2xtW 為移動角度之i切值 參考圖5所示，移動距離“d”可表示為: J3+1 移動時間間隔 ，其:中η為同—模糊圖元 連續 所述之模糊影像轉換模組23用於利用產生之移動模糊函 數根據一影像函數計算公式將每一榲鈿 、 姨糊圖7L轉化為對應 之清晰圖元，根據所有清晰圖元產生—碎、土 ， 鴨晰影像，及 將該清晰影像顯示於顯示螢幕3上。私+ i ， ， 於本實施例中，所述 之影像函數計算公式為p (V ，w·、

)=p (v，W) xl/F (ν’ w)+N’其中F(v’ w)為移動模蝴函數v 098143003 表單編號A0101 第6頁/共18頁 0982073787-0 201118800 A W)為模糊屬元之頻域座標V和W之間之函數關係， >τ· Ο ψ ，，W )為清晰圖元之頻域座標:ν_’和w’之間之函數關係 ，N為影像信噪比。參考圖4所示，假設模糊圖元%對應 之清晰圖元為% ，模糊影像轉換模組23根據影像函數計 算公式P2 (V2，W2’）=p2(v2，W2)xl/F(V2，W2 )+N將模糊圖元、轉化為對應之清晰圖元P，，其中p·( Li Vz，界2)為模糊圖元之移動模糊函數，模糊圖元p之 頻域座標表示為（V2，W2)，清晰圖元P2’之頻域座標表 示為)，N為影像信噪比。參考圖3所示，模 糊影像轉換模組23根據所有清晰圖元（例如圖3所示之P ' ?2 、P 3，及原來未經赛理表讀;:晰圖元）形成一幅 清晰影像B ^並將該清晰影螢幕3上以供使 用者觀看。 ιΛιΙΚΤ4毫？ ’ [0012] 如圖2所示，係本發明移動模糊影像處理方法較佳實施例 之流程圖。步驟S21，攝像單元〖攝取被拍攝物體之影像 ，並將攝取之影像傳送至模糊影像處理單元2，該模糊影 像處理單元2包純糊影祕取：^^、_函數產生模 組2 2及模糊影像轉換模組= νΛ [0013] 步驟S22，模糊影像選取模組21根據影像攝取裝置之移動 速度於攝取之影像中選取出移動模糊影像。於本實施例 中，當攝像單7L1之攝影快門慢於被拍攝物體之移動速度 時，模糊影像選取模組21即將此時攝像單元丨攝取之影像 選取出來作為移動模糊影像。步驟S23，模糊影像選取模 組21於移動模糊影像中選取模糊圖元。參考圖3所示，模 糊影像選取模組21選取出移動模糊影像A，並於移動模糊 098143003 表單编號A0101 第7頁/共18頁 0982073787-0 201118800 影像财選取模糊圖元，例如圖3所示之模糊圖元P、p 、螞馨。 ，' 1 [0014] [0015] 步驟S24 ’模糊函數產生模組22根據模糊圖元之頻域座伊 計算出每-模糊圖^於被拍攝物體移動過程中產生之移丁 動偏移量。於本實施财，所述之移钱移量包括被拍 攝物體之移動距離（如圖5所示之移動距離“ d”）及相 對於水準方向上之移動角度（如圖4所示之移動角度 )。步驟S25,模糊函數產生模組22根據移動偏移量產 生一移動模糊函數PSF。所述之移動模糊函數PSF藉由移

動偏移量可表示為p_=iF (v，w) =f(d， 0)，其中v和 w為某一模糊圓元之頻域座標，F (v，w)表示頻域座標v 和w之間之函數關係，f(d，為移動卜距離d和移動角度 0之間之函數關係β參考圖4所示，例如模糊圖元%於頻 域座標系中之頻域座標表示為（V 、），其中，w = 1 2 v2 xtg0，該tg0為移動角度“θ”之正切值。參考圖5所 示，移動距離“d”可表示為： ， d =校+1 一〆 Δ 2

其中η為同一模糊圖元%之連續移動時間間隔。 步驟S26 ’模糊影像轉換模組23利用產生之移動模糊函數 根據一影像函數計算公式將每一模糊圖元轉化為對應之 清晰圖元。參考圖4所示，假設模糊圖元對應之清晰圖 ♦ 元為，模糊影像轉換模組23根據影像函數計算公式ρ ,(v2，w2’）=ρ2 (v2，V Xl/F (V V +Ν將模2 糊圖元P2轉化為對應之清晰圖元？2 ，其中f(V2，w ) 為模糊圖元之移動模糊函數，模糊圖元p2之頻域座標 098143003 表單編號A0101 第8頁/共18頁 0982073787-0 201118800 [0016] Ο [_ [0018] ❹ [0019] [0020] [0021] 098143003 表示為（v2’ w2) ’清晰圖元%’之頻域座標表示為（ν 模^ % ) ’ Ν為影像信脅比:。 步驟S27 ’模糊影像轉換模組23根據所有清晰圖元產生— 幅清晰影像，並將該清晰影像顯示於顯示螢幕3上。參考 圖3所示，模糊影像轉換模組23根據所有清晰圖元（例如 圖3所不之Ρι 、P2 、p 3，及原來未經處理之清晰圖元 )形成一幅清晰影像B，顯示螢幕3顯示該清晰影像B以供 使用者觀看。 本發明所述之移動模糊影像處理系統及方法能夠應用於 數位相機、手機相機或攝影機等數位影像攝取裝置中。 本發明可將所述數位影像攝取裝置攝取之移動模糊影像 進行去模糊化處理，使移動㈣影像變成清晰影像以供 使用者及時觀看，並且能夠降低數位影像攝取裝置之影 像自動處理功能所帶來之成本價格。 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，且已達廣泛之 使用功效凡其他未脫離本發明身揭示之精神下所完成 之均等變化.飾’均應包含在下述之巾請專利範圍内 〇 【圖式簡單說明】 圖1係本發明移動模糊影像處理系統較佳實施例之架構圖 0 圖2係本發明移動模糊影像處理方法較佳實施例之流程圖 〇 圖3係將-幅移動模掏影像進行去模糊化處理為清晰影像 表單編號A0101 第9頁/共18頁 0982073787-0 201118800 之示意圖。>, .

[0022] 圖4係轸動模糊影像各模糊圖元於頻域K系中所示之頻 譜圖。 [0023] 圖5係移動模糊影像之模糊圖元移動距離之示意圖。 【主要元件符號說明】 [0024] 攝像單元1 [0025] 模糊影像處理單元2 [0026] 模糊影像選取模組21 [0027] 模糊函數產生模組22 ,. ' _彎+ '：'·；；·'·' ....

[0028] 模糊影像轉換模組23 %： "· .; [0029] 顯示螢幕3 0982073787-0 098143003 表單編號Α0101 第10頁/共18頁

Claims (1)

1. 201118800 七、.申請專利範圍： .1 . —_錄_影像處m包姆像單元、模糊影像處 理單7L及顯示螢幕，所述之模糊影像處理單元包括： 模糊影像選取模組，用於從攝像單元攝取被拍攝物體之影 像中選取移動模糊影像，並於該移動模糊影像中選取所有 模糊圖元； _函數產生模組’詩根據每—模_元之頻域座標計 具出每一模糊圖元於被拍攝物體移動過程中產生之移動偏 0 移量，並根據該移動偏移量產生一移動模糊函數；及 模糊影像轉換模組，_於利用所述今移動模糊函數，藉由 一影像函數計算公式將每—模糊圖元轉化為對應之清晰圖 元，根據所有清晰圖元產生一幅清晰影像，及將該清晰影 像顯示於顯示螢幕上。 2 .如申請專利範圍第1項所述之移動模糊影像處理系統，所 述之移動模糊影像係指當攝像單元之攝像快門慢於被拍攝 物體之移動速度時所攝取之被拍攝物想之_像。 Q 3 ·如申請專利範圍第1項所述之移動模糊影像處理系統，所 述之移動偏移量包括被拍攝物體之移動距離及移動角度。 4 .如申請專利範圍第3項所述之移動模糊影像處理系統，所 述之移動模糊函數為F (V，w) =f(d， 0)，其中v*w為 模糊圖元之頻域座標，F(v，w)表示頻域座標v和w之間 之函數關係’ d為被拍攝物體之移動距離，0為被拍攝物 體相對於水準方向之移動角度，f(d， 0)為移動距離d和 移動角度0之間之函數關係。 5 .如申請專利範圍第4項所述之移動模糊影像處理系統，所 098143003 表單編號A0101 第11頁/共18頁 0982073787-0 201118800 =:函數計算公式為P (v，…(v，… V’ W)+N，其W)為梦動模糊函·數，p( 1 W)為模糊圖元之頻域座標V和w之間之函數關係，p， ，W )為清晰圖元之頻域座標乂’和w之間之函數 育係’ N為影像信臂比。 #種移動_影像處理方法，該方法包括步驟： 藉由攝像單元攝取被拍攝物體之影像； 從攝取之被拍攝物體之影像中選取移動模糊影像，並於該 移動模糊影像巾選取所有模糊圖元； 根據每一模糊圖元孓頻緣座標計算出每一模糊圖元於被拍 攝物體移動過程中產生之移動偏移量； 根據該移動偏移量產生一移動模糊函數； 利用產生之移動模糊函數，藉由一影像函數計算公式將每 一模糊圖元轉化為對應之清晰圖元；及 根據所有清晰圖元產生一幅清晰影像，並將該清晰影像顯 示於顯示螢幕上。 .如申請專利範圍第6項所述之移動模糊影像處理方法，所 述之移動模糊影像係指當攝像單元之攝像快門慢於被拍攝 物體之移動速度時所攝取之被拍攝物體之影像。 .如申請專利範圍第6項所述之移動模糊影像處理方法所 述之移動偏移量包括被拍攝物體之移動距離及移動角产 .如申請專利範圍第8項所述之移動模糊影像處理方法^所 述之移動模糊函數為F (v，w) =f(d， θ ) , ^ , ’ 再中V和W為 098143003 模糊圖元之頻域座標，F(v，W)表示頻域座榡之間 之函數關係，d為被拍攝物體之移動距離，0為被拍攝物 體相對於水準方向之移㈣度’f(d’ Θ)為移動距離# 表單編號A0101 第12頁/共18頁 0982073787-0 201118800 移動角度0之間之函數關係。 、千 10 .如申請專利範圍第9項所述之移動禪糊影像處理方法，所 述之影像函數計算公式為p ( v , w ) =P r v 、 vv> w) x 1/F (ν’ w) +N，其中F (v, w)為移動模糊函數，ρ ( ν，w)為模糊圖元之頻域座標v*w之間之函數關係，ρ， (ν ’ w )為清晰圖元之頻域座標ν和讲之間之承數 關係，Ν為影像信嗓比。

   098143003 表單編號Α0101 第13頁/共18頁 0982073787-0