【常見(jiàn)模糊圖像的處理方法及其應(yīng)用淺析4800字（論文）】

常見(jiàn)模糊圖像的處理方法及其應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-2"\h\u132201.引言 248852.常見(jiàn)模糊圖像形成的原因 2180822.1拍攝器材自身方面的原因 2299652.2攝錄方式影響 247462.3成像環(huán)境及相關(guān)因素 2297033.常見(jiàn)模糊圖像的類(lèi)型及常規(guī)處理方法 3177043.1常見(jiàn)模糊圖像類(lèi)型 3180873.2常見(jiàn)模糊圖像處理技術(shù)方法 488194.實(shí)驗(yàn)部分 5290344.1低對(duì)比度圖像增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與分析 550914.2圖像去霧實(shí)驗(yàn)與分析 669234.3運(yùn)動(dòng)模糊圖像實(shí)驗(yàn)與分析 791665.常見(jiàn)模糊圖像清晰化處理方法的應(yīng)用 7125486.結(jié)語(yǔ) 8摘要：現(xiàn)場(chǎng)拍攝不僅是對(duì)第一案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)損處理，而且對(duì)準(zhǔn)確記錄案發(fā)后現(xiàn)場(chǎng)的原始狀態(tài)、分析案情、證明事實(shí)等具有重要作用。但是，每種情況下的場(chǎng)景都是具體而復(fù)雜的，在實(shí)際應(yīng)用中，畫(huà)面質(zhì)量往往會(huì)受到曝光不足或曝光過(guò)度、拍攝角度、拍攝環(huán)境、復(fù)雜背景等因素的影響。在本研究和探索中，利用Photoshop等專(zhuān)業(yè)的模糊圖像處理軟件，結(jié)合應(yīng)用各種方法，對(duì)低對(duì)比度、模糊干擾、運(yùn)動(dòng)散焦等實(shí)際原因引起的模糊圖像進(jìn)行處理、比較和研究。模糊圖像探索直方圖均衡化和銳化等聯(lián)合處理方法，探索常見(jiàn)模糊圖像的處理和優(yōu)化方法，為日后在偵查實(shí)戰(zhàn)中遇到常見(jiàn)模糊圖像積累相關(guān)處理經(jīng)驗(yàn)，更好地提取圖像的有用信息，更好地服務(wù)偵查實(shí)戰(zhàn)。關(guān)鍵詞：模糊圖像；處理方法；Photoshop；應(yīng)用研究；1.引言21世紀(jì)是科技信息化的時(shí)代，各種數(shù)碼產(chǎn)品和電子產(chǎn)品的應(yīng)用日益普及，給我們的日常生活帶來(lái)了極大的便利，錄像信息已經(jīng)成為我們生活中不可缺少的一部分。隨著5G技術(shù)的成熟發(fā)展和應(yīng)用，人們?cè)絹?lái)越重視圖像信息處理。然而，在現(xiàn)實(shí)生活中，很多圖像會(huì)受到自然或人為因素的影響，導(dǎo)致畫(huà)面模糊，嚴(yán)重影響畫(huà)面的清晰度，嚴(yán)重影響從圖像中提取有價(jià)值的信息。因此模糊圖像的修復(fù)技術(shù)逐漸凸顯出其在各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其可以將模糊圖片進(jìn)行有效地修復(fù)。我們有義務(wù)為社會(huì)的進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的微薄之力。近年來(lái)，隨著數(shù)字圖像技術(shù)的飛速發(fā)展，模糊圖像處理技術(shù)正逐漸應(yīng)用于真實(shí)的取證科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)于獲取案件有關(guān)信息以及后續(xù)進(jìn)行分析并據(jù)此采取下一步行動(dòng)有著重要的意義。2.常見(jiàn)模糊圖像形成的原因2.1拍攝器材自身方面的原因常見(jiàn)的影響因素包括光學(xué)系統(tǒng)不足、成像不佳、焦距短、聚焦性能低以及處理和存儲(chǔ)小數(shù)據(jù)的能力。由于焦平面上不同區(qū)域的圖像放大倍數(shù)不同導(dǎo)致的圖像失真；設(shè)備鏡頭感光器故障，導(dǎo)致的色彩失真；設(shè)備故障或老化，而引起的噪聲；鏡頭松動(dòng)，導(dǎo)致圖像中目標(biāo)與背景同時(shí)模糊；鏡頭安裝或使用中出現(xiàn)角度偏差，導(dǎo)致不能得到較為細(xì)致的圖像信息。2.2攝錄方式影響設(shè)備安裝不穩(wěn)定、松動(dòng)，拍攝時(shí)會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)，而拍攝目標(biāo)的快速移動(dòng)導(dǎo)致拍攝設(shè)備與拍攝目標(biāo)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，容易減少運(yùn)動(dòng)模糊和對(duì)焦不準(zhǔn)。拍攝過(guò)程中失焦，以及當(dāng)拍攝設(shè)備與被攝物體之間的距離使被攝物體的形狀不清晰時(shí)。2.3成像環(huán)境及相關(guān)因素物體成像的環(huán)境質(zhì)量，如因雨、霧、霾、沙塵、陰天、弱光、逆光等惡劣條件導(dǎo)致的光照不足或過(guò)度而影響圖像的曝光不足或曝光過(guò)度等；堵塞、鏡頭污漬、物體反射、透明物體遮擋等。例如，視頻監(jiān)控的攝像機(jī)鏡頭或保護(hù)罩在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生水蒸氣和灰塵，在安裝過(guò)程中會(huì)因手或擦拭而產(chǎn)生光學(xué)污染。維護(hù)會(huì)導(dǎo)致各種類(lèi)型的性能下降。3.常見(jiàn)模糊圖像的類(lèi)型及常規(guī)處理方法3.1常見(jiàn)模糊圖像類(lèi)型3.1.1對(duì)比度不足圖像在實(shí)際案例處理中經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)比度不足的圖像，因?yàn)榛叶确植技性谝粋€(gè)比較窄的范圍內(nèi)，導(dǎo)致處理后的圖像細(xì)節(jié)不清晰或不清晰，影響人眼的視力。在指紋、子彈、腳印或文檔等圖像的處理中較為常見(jiàn)。一種常用的處理思路是“灰度轉(zhuǎn)換法”。也就是說(shuō)，通過(guò)重新分配原始圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值，擴(kuò)大原始圖像亮度或灰度的動(dòng)態(tài)范圍，從而增強(qiáng)視覺(jué)效果?！爸狈綀D均衡化”，即對(duì)于光照強(qiáng)度低、灰度范圍窄的模糊圖像，可以有效地?cái)U(kuò)展灰度動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)保證灰度等級(jí)的均勻分布，使用者還可以調(diào)整亮度或灰度范圍，進(jìn)一步增強(qiáng)圖像各部分的對(duì)比度。當(dāng)利用“灰度變換法”進(jìn)行處理后還不那么清晰時(shí)可以繼續(xù)利用直方圖修整法對(duì)圖像進(jìn)行修整，通過(guò)增加剪裁圖像的灰度間隔或使灰度分布均勻，提高圖像對(duì)比度并銳化圖像細(xì)節(jié)。當(dāng)需要強(qiáng)調(diào)圖像中感興趣對(duì)象的輪廓或邊緣信息時(shí)，可以增強(qiáng)邊緣。即，通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行銳化，可以使處理后的圖像的對(duì)象更加清晰且易于識(shí)別。常見(jiàn)的處理方法包括對(duì)比度/亮度、顏色一致性增強(qiáng)、直方圖調(diào)整、USM銳化等。3.1.2噪聲污染圖像在數(shù)字化和傳輸過(guò)程中，實(shí)際的數(shù)字圖像往往受到成像設(shè)備的干擾和外界環(huán)境噪聲的影響，稱(chēng)為噪聲圖像或噪聲圖像。實(shí)際上，存在各種類(lèi)型的噪聲污染，例如高斯噪音、斑點(diǎn)噪音、椒鹽噪音等。由于在傳輸或量化處理過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生噪聲，因此噪聲是影響圖像干擾的重要因素。圖像被噪聲污染的處理思路：根據(jù)噪聲的特點(diǎn)，假設(shè)圖像清晰和噪聲有一定的前提條件，噪聲是個(gè)別情況考慮的，前一種模式比較復(fù)雜。去噪方法是通過(guò)將各種噪聲模型和清晰圖像模型與各種解決方案相結(jié)合得到的。常見(jiàn)的去噪方法包括傅里葉去噪、小波去噪、均值濾波、中值濾波和高斯濾波。3.1.3運(yùn)動(dòng)散焦模糊圖像散焦模糊是指由于鏡頭焦距不正確而拍攝視頻時(shí)，被攝體模糊，圖像中的模糊呈圓盤(pán)狀，尤其是在點(diǎn)光源中。運(yùn)動(dòng)模糊是由于快速形成。由于相機(jī)的曝光時(shí)間短，在此期間被攝體的移動(dòng)速度不變，被攝體的總移動(dòng)量相同，被攝體的移動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)類(lèi)型。運(yùn)動(dòng)散焦模糊圖像處理思路：首先，我們需要根據(jù)我們對(duì)圖像退化的先驗(yàn)知識(shí)，構(gòu)造出相應(yīng)的退化模型，并結(jié)合各種逆運(yùn)算，在模型的基礎(chǔ)上恢復(fù)圖像的細(xì)節(jié)。這種圖像修復(fù)技術(shù)不僅提高了圖像的清晰度，而且提高了圖像的質(zhì)量。但在實(shí)際操作中，往往很難用單一的處理工具來(lái)處理產(chǎn)生更好效果的圖像，您可能需要考慮多種工具的組合并嘗試多次才能達(dá)到更好的效果。3.2常見(jiàn)模糊圖像處理技術(shù)方法3.2.1低對(duì)比度圖像增強(qiáng)技術(shù)低對(duì)比度圖像是由光照條件差造成的。監(jiān)控系統(tǒng)在光照條件不好的環(huán)境下獲取的圖像資料很難滿(mǎn)足公安工作人員的要求。低對(duì)比度圖像增強(qiáng)主要就是解決這個(gè)問(wèn)題，以得到高質(zhì)量圖像。低對(duì)比度圖像具有灰度范圍小、對(duì)比度低、灰度值分布相對(duì)集中的特點(diǎn)，因此圖像中的物體、細(xì)節(jié)、噪聲和背景信息都包含在窄灰度范圍內(nèi)。因此，根據(jù)低對(duì)比度圖像的圖像特性，圖像改善應(yīng)從圖像對(duì)比度改善、亮度和降噪入手，有針對(duì)性地提高圖像質(zhì)量。只有提高圖像對(duì)比度，使“灰色”變成“彩色”，才有利于閱讀圖像中所含的信息。在Photoshop中，使用內(nèi)部設(shè)置的調(diào)整亮度/對(duì)比度工具，勾選預(yù)覽方框，并使用曲線工具，調(diào)整整個(gè)圖片的明暗對(duì)比，反復(fù)調(diào)整直到圖像清晰為止。3.2.2圖像去霧技術(shù)霧、霾天氣在日常生活中較為常見(jiàn)，在這種天氣下光照受大氣離子散射作用使得監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法正常工作，采集的大量霧天圖像衰減嚴(yán)重，極大影響監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮效應(yīng)，同時(shí)也影響了圖像關(guān)鍵信息的獲取，阻礙了公安人員從監(jiān)控系統(tǒng)采集線索、證據(jù)等工作的順利進(jìn)行。而且隨著近年來(lái)環(huán)境日益惡化，大霧天氣多發(fā)，嚴(yán)重影響相關(guān)圖像的采集。因此有效的去霧方法和便捷的圖像處理系統(tǒng)對(duì)開(kāi)展公安工作意義重大。圖像去霧技術(shù)就是通過(guò)使用Photoshop中的內(nèi)置的相關(guān)除霧功能來(lái)幫助提高圖像的可見(jiàn)性和辨識(shí)度。3.2.3運(yùn)動(dòng)模糊圖像增強(qiáng)技術(shù)隨著公安監(jiān)控系統(tǒng)與民用監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越多，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)獲取的視頻影像對(duì)偵查人員破案至關(guān)重要。但是由于人和車(chē)輛等物體快速的移動(dòng)，監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確獲得有效信息。通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)拍下的犯罪嫌疑人的模糊面孔及移動(dòng)車(chē)輛的車(chē)牌無(wú)法確認(rèn)等情況制約著辦案人員的辦案效率。而使用Photoshop中所提供的USM銳化工具，不僅功效良好，可以使得細(xì)節(jié)得以體現(xiàn)，同時(shí)操作也方便簡(jiǎn)單，通過(guò)不斷測(cè)試和調(diào)節(jié)銳化角度數(shù)值和半徑范圍大小即可增加圖像銳化效果，解決一些輕度模糊的圖像。但值得一提的是，銳化處理之后圖片的效果的好壞和原始圖像的清晰程度有著密切的關(guān)系，若原始圖像過(guò)于模糊，那么銳化處理后的圖像可能也難以達(dá)到理想的效果。4.實(shí)驗(yàn)部分本次實(shí)驗(yàn)采用的技術(shù)處理方法，均采用模糊圖像處理軟件進(jìn)行處理，同時(shí)在警視通和Photoshop兩款處理軟件之間進(jìn)行交叉聯(lián)用，以便達(dá)到最佳的處理效果。4.1低對(duì)比度圖像增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與分析圖1和圖2是兩組不同低對(duì)比度圖像增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，可以直觀看出增強(qiáng)圖像的亮度和對(duì)比度后，圖像的可辨識(shí)度得到了很大的提升。圖1.第一組低對(duì)比度圖像處理前后效果對(duì)比圖 圖2.第二組低對(duì)比度圖像處理前后效果對(duì)比圖打開(kāi)電腦上的Photoshop軟件，瀏覽到圖1和圖2的保存位置，點(diǎn)擊軟件中的打開(kāi)按鈕打開(kāi)圖片，進(jìn)入工作頁(yè)面。首先復(fù)制圖層，然后單擊頂部菜單欄中的圖像按鈕，單擊“調(diào)整”選項(xiàng)，然后選擇“亮度/對(duì)比度”命令對(duì)復(fù)制的地圖圖層進(jìn)行操作。將對(duì)比度地?cái)?shù)值調(diào)整至負(fù)50，并點(diǎn)擊“確定”，此后多次重復(fù)該步驟，調(diào)整至滿(mǎn)意的程度，將亮度數(shù)值調(diào)整至50。最后在“圖像-調(diào)整”的菜單中選擇并打開(kāi)曲線窗口，通過(guò)不斷地拉動(dòng)曲線進(jìn)行合適地調(diào)整對(duì)比，使圖片明暗對(duì)比增強(qiáng)，得到修復(fù)后的圖片。通過(guò)前后對(duì)比可以看出，經(jīng)過(guò)Photoshop相應(yīng)處理后，圖片的亮度和對(duì)比度較處理前得到了良好的改善，可以較好地辨認(rèn)出圖片中的相關(guān)文字信息和人物特征信息。4.2圖像去霧實(shí)驗(yàn)與分析圖3.霧天模糊圖像處理前后效果對(duì)比圖圖3為Photoshop處理彩色圖像對(duì)比實(shí)驗(yàn)，原始圖像為霧天環(huán)境下拍攝的操場(chǎng)景象的畫(huà)面。從原始圖像可以看出圖像存在整體灰白、對(duì)比度差、能見(jiàn)度低和圖中物體邊界不清晰等問(wèn)題。在Photoshop中打開(kāi)濾鏡功能選擇CameraRaw濾鏡，將“去除薄霧”的選項(xiàng)值調(diào)至＋84對(duì)圖像進(jìn)行處理，可見(jiàn)圖像明顯得到增強(qiáng)，對(duì)比度和能見(jiàn)度均增大，于處理前的圖像相比可以較為清楚地辨識(shí)出操場(chǎng)上地立式大字地內(nèi)容和操場(chǎng)上人員聚集組數(shù)，使得圖片中的可辨認(rèn)信息得到增加，更有利于提取有用信息。4.3運(yùn)動(dòng)模糊圖像實(shí)驗(yàn)與分析圖4.運(yùn)動(dòng)模糊圖像處理前后效果對(duì)比圖圖4是使用Photoshop處理運(yùn)動(dòng)模糊圖像對(duì)比試驗(yàn)，原始圖像是車(chē)輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拍攝的照片。從原始圖像中可以看出圖像邊界模糊，出現(xiàn)重影。在Photoshop軟件中打開(kāi)原始圖片，在工具欄選擇標(biāo)尺工具，測(cè)量原始圖片中出現(xiàn)重影部分與圖像邊界的角度和像素并記錄下相關(guān)數(shù)據(jù)，然后點(diǎn)擊“濾鏡”選項(xiàng)，選擇“銳化”中的“智能銳化”的選項(xiàng)，選擇“動(dòng)感模糊”，將角度輸入為“-14°”，半徑調(diào)整為64，“數(shù)量”和“減少雜色”選項(xiàng)通過(guò)不斷調(diào)整測(cè)試最終調(diào)整為14和10。處理完之后，與原始圖像相比，處理后的圖像邊界明顯變得清晰，圖像中的特征也變得更加易于辨認(rèn)，有利于后期更好地提取圖像中的有用信息。5.常見(jiàn)模糊圖像清晰化處理方法的應(yīng)用常見(jiàn)模糊圖像處理技術(shù)在偵查實(shí)戰(zhàn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，在偵查過(guò)程中難免會(huì)遇到惡劣天氣以及其他突發(fā)情況，且如今交通工具在犯罪嫌疑人作案過(guò)程中出現(xiàn)的情況越來(lái)越多，犯罪嫌疑人作案后由于緊張導(dǎo)致其使用交通工具快速逃離作案現(xiàn)場(chǎng)。追蹤犯罪嫌疑人行蹤，確定其經(jīng)過(guò)路段在偵查實(shí)戰(zhàn)中越來(lái)越重要。而由于犯罪嫌疑人駕駛交通工具速度較快，卡口的監(jiān)控圖像往往十分模糊，難以有效地識(shí)別車(chē)輛特征，難以提取有效證據(jù)，進(jìn)而影響案件偵破的速度。將在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備提取到的與案件有關(guān)的模糊圖像通過(guò)使用常見(jiàn)模糊圖像的清晰化處理方式，可以有效改變圖像的模糊度，提高圖像質(zhì)量，減少視頻監(jiān)控低分辨率、低對(duì)比度、圖像模糊、特征無(wú)法識(shí)別等不利情況對(duì)實(shí)際調(diào)查的影響。人眼識(shí)別圖像特征可以更好地提取涉案人員并提取相關(guān)案件證據(jù)，提高偵查效率，更好地指導(dǎo)偵查，為訴訟提供證據(jù)。6.結(jié)語(yǔ)到目前為止，公安系統(tǒng)和一些警校都選擇了景視通模糊圖像處理軟件、智慧圖像處理系統(tǒng)等圖像處理系統(tǒng)。通過(guò)將專(zhuān)業(yè)圖像處理系統(tǒng)與Photoshop、光影魔術(shù)手等傳統(tǒng)圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行比較，可以看出，由于專(zhuān)業(yè)圖像處理系統(tǒng)都配備了專(zhuān)門(mén)的模糊圖像增強(qiáng)工具，因此有必要對(duì)模糊圖像進(jìn)行分類(lèi)處理。這一過(guò)程對(duì)操作者的實(shí)際基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)要求不高，操作者只需要更多的實(shí)踐和總結(jié)，