電影膠片修復(fù)及噪聲處理關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、舊電影修復(fù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)字圖像處理、數(shù)字視頻處理、數(shù)字節(jié)目非線性編輯等許多研究領(lǐng)域的核心技術(shù)和熱點(diǎn)方向。 本文針對(duì)膠片電影中存在的幾種主要失真做了詳細(xì)研究，其中主要研究了數(shù)字電影修復(fù)策略、數(shù)字修復(fù)過(guò)程中的基礎(chǔ)技術(shù)、以及幾種典型失真的數(shù)學(xué)模型，并在充分汲取現(xiàn)有視頻處理理論及相關(guān)應(yīng)用中技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)穩(wěn)像，劃痕，閃爍，圖像噪聲和低亮度CCD噪聲的檢測(cè)和修復(fù)做了細(xì)致分析，針對(duì)它們?cè)诳諘r(shí)域上的數(shù)學(xué)特征，修復(fù)算法的計(jì)算復(fù)雜度以及

2、圖像恢復(fù)質(zhì)量的不足進(jìn)行了拓展性研究，提出了一些相對(duì)應(yīng)的視頻失真檢測(cè)或恢復(fù)方法，從而在有效地增強(qiáng)了圖像序列修復(fù)質(zhì)量的同時(shí)，還提升了視頻編碼器處理該類電影序列時(shí)的性能。 具體的，本論文的主要研究成果如下： 首先，闡述了數(shù)字實(shí)時(shí)穩(wěn)像技術(shù)的理論基礎(chǔ)，回顧了兩種典型的傳統(tǒng)穩(wěn)像算法，設(shè)計(jì)了一種實(shí)時(shí)視頻穩(wěn)像系統(tǒng)，包含完整的穩(wěn)像處理步驟.其中全局運(yùn)動(dòng)分析，局部運(yùn)動(dòng)塊剔除，切邊時(shí)圖像尺寸約束，幀擴(kuò)邊和穩(wěn)像幀生成步驟都有一定的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。該

3、系統(tǒng)具有三個(gè)工作模式，可以設(shè)置不同的輸入輸出視頻尺寸，其對(duì)平移和旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的穩(wěn)像效果優(yōu)良，并且速度性能完全能適應(yīng)低速嵌入式平臺(tái)環(huán)境。 其次，闡述了直線劃痕的視覺(jué)特征，改進(jìn)了劃痕數(shù)學(xué)模型表達(dá)式，同時(shí)改進(jìn)了空間直線劃痕檢測(cè)器的設(shè)計(jì)，并結(jié)合劃痕在時(shí)間域上低幅度，與全局運(yùn)動(dòng)不相關(guān)的運(yùn)動(dòng)特征，設(shè)計(jì)了一種基于上述準(zhǔn)則進(jìn)行時(shí)域判決的補(bǔ)充算法。這種空時(shí)檢測(cè)器算法具有更大的適用范圍和更強(qiáng)的識(shí)別能力。 第三，闡述了亮度閃爍的視覺(jué)特征，描述了多

4、種閃爍數(shù)學(xué)模型，基于其中的不同模型回顧了SLAR修復(fù)算法和Roosmalen的迭代算法，分析了其優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種改進(jìn)型的SLAR算法(ISLAR)，以實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度快速修復(fù)，最后設(shè)計(jì)了一種基于塊的多幀統(tǒng)計(jì)恢復(fù)算法。以達(dá)到更精確的修復(fù)效果。 最后，提出了一種新的雙向細(xì)節(jié)空時(shí)降噪濾波器設(shè)計(jì)：它由一個(gè)噪聲估計(jì)器，一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器，一個(gè)雙向細(xì)節(jié)檢測(cè)器和一個(gè)三幀高斯自適應(yīng)加權(quán)濾波器構(gòu)成，使用前兩個(gè)修復(fù)幀和當(dāng)前幀來(lái)達(dá)到實(shí)時(shí)去噪的目的。該濾波器適

5、合處理高斯噪聲，面對(duì)脈沖噪聲和混合噪聲時(shí)可以增加一個(gè)脈沖噪點(diǎn)檢測(cè)器和一個(gè)改進(jìn)的巾心加權(quán)中伉濾波器來(lái)處理。此外，還提出一種針對(duì)CCD低亮度噪聲的空時(shí)多幀平均降噪濾波器算法，其關(guān)鍵是帶有一個(gè)嚴(yán)格的基于塊的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器，為了處理鏡頭搖擺帶來(lái)的誤判，還增加了全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)和基于塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。面對(duì)低亮CCD視頻，該算法在高效修復(fù)的基礎(chǔ)上，保持了較低的算法復(fù)雜度，有效地去除了低亮場(chǎng)景下的灰度噪聲和彩色噪聲，并且提升了編碼器的編碼幀率，降低了壓縮流碼率。