基于PSF参数估计的运动模糊车牌图像复原方法

孙 鹏郎宇博木巴拉克·艾尼瓦尔赵熙竹于德水王博文

（1 中国刑事警察学院声像资料检验技术系 辽宁 沈阳 110035；2 辽宁网络安全执法协同创新中心 辽宁 沈阳 110035；3 沙雅县公安局 新疆 阿克苏地区 842200）

基于PSF参数估计的运动模糊车牌图像复原方法

孙 鹏1，2郎宇博1，2木巴拉克·艾尼瓦尔3赵熙竹1于德水1王博文1

（1 中国刑事警察学院声像资料检验技术系 辽宁 沈阳 110035；2 辽宁网络安全执法协同创新中心 辽宁 沈阳 110035；3 沙雅县公安局 新疆 阿克苏地区 842200）

运动模糊是引起图像退化的主要因素之一，严重影响了公安机关利用视频、图像获取犯罪嫌疑车辆车牌等重要的案件信息的效果。为了解决运动模糊车牌图像的复原问题，提出了一种基于运动模糊PSF参数估计的车牌图像复原方法，分别对PSF函数中的运动模糊方向和运动模糊长度进行最优估计，构成PSF最优参数估计用于模糊车牌图像的处理。仿真实验表明，该方法能够有效地从模糊车牌图像中获取车牌信息，满足了公安机关对模糊车牌图像处理的迫切需求。

PSF Lucy-Richardson算法 运动模糊 参数估计

1 引言

在实际的公安工作当中，常常需要对模糊的车牌图像进行技术处理以确定涉案视频中的犯罪嫌疑车辆，从而实现锁定犯罪嫌疑人的目的。引起图像模糊的原因有很多，而成像设备与物体之间的相对运动造成的运动模糊在涉案视频中最为常见。涉案视频中车牌图像常常由于车辆与视频监控点之间的相对运动而产生运动模糊。由于这种相对像移量的存在导致图像中的车牌变得模糊难辨。为了从图像中获得清晰的车牌信息，则要对像移量进行补偿或减小，从而降低车牌图像的模糊程度。减小像移量的途径有两个：缩短曝光时间和降低像移速度。像移速度与汽车的行驶速度成比例关系，不可能按照公安机关的实际需求随意改变，缩短曝光时间则会降低探测器靶面照度从而影响图像探测效果。因此，目前解决运动模糊的主要手段是通过了解图像的退化过程，建立运动图像的复原模型来解决图像的复原问题。

匀速直线运动所产生的运动模糊图像的复原是目前研究的热点。复原效果的关键在于退化模型的点扩散函数PSF（Point Spread Function）的估计。针对点扩散函数PSF模糊方向和模糊长度的鉴别，Cannon等人最早研究了模糊频谱图中周期性条纹与运动模糊方向之间的垂直关系[1]；王光辉等人借助对TBIR的傅里叶频谱进行Radon变换来估计PSF的参数[2]；梁敏等人提出利用模糊方向与模糊长度无关的特性，运用模糊图像二次傅里叶变换频谱和相关系数法完成基于参考图的运动模糊PSF参数的估计[3]。而在公安领域中，针对模糊图像的处理主要是借助警视通等软件进行视频多帧融合处理的方

4 结论

模糊方向和模糊尺度的正确估计是运动模糊图像复原的关键。本文从公安实战需求出发，提出了一种基于运动模糊PSF参数估计的实拍运动模糊图像复原方法。对模糊尺度在1-80个像素区间范围内多幅不同程度的运动模糊车牌图像，进行PSF参数的自动估计，并利用Lucy -Richardson 迭代算法对运动模糊图像进行复原。本方法避免了主流算法易受到运动模糊图像复原过程中算法的系统误差和测量的偶然误差的综合影响，有效的提供了一类运动模糊车牌图像复原法，在公安实际工作中具有较强的技术引导作用和实际应用价值。

[1]Cannon M.Blind deconvolution of spatially invariant image blurs with phase[J].Acoustics Speech & Signal Processing IEEE Transactions on,1976(1):58-63.

[2]王光辉.运动模糊图像复原算法研究[D].兰州:兰州大学,2011:45-50.

[3]粱敏,朱虹.基于参考图相关系数分析的运动模糊参数估计[J].仪器仪表学报,2014(1):88-96.

[4]Richardson W H.Bayesian-Based Iterative Method of Image Restoration[J].Journal of the Optical Society of America, 1972(1):55-59.

[5]Lucy L B.An iterative technique for the rectification of observed distributions[J].Astronomical Journal,974(6):745-746.

[6]郭红伟,付波,田益民,等.实拍运动模糊图像的退化参数估计与复原[J].激光与红外,2013(5):559-564.

（责任编辑：于 萍）

Restoration Method of the Motion Blur Licence Plate Image Based on PSF Estimation

SUN Peng1,2LANG Yu-bo1,2Mubalake·AINIWAER3ZHAO Xi-zhu1YU De-shui1WANG Bo-wen1
(1 Audio-Visual and Image Technology Department of Criminal Investigation Police University of China Liaoning Shenyang 110035; 2 Liaoning Collaborative Innovation Center for Network Security Enforcement Liaoning Shenyang 110035; 3 Shaya County Public Security Bureau of Akesu Prefecture Xinjiang Akesu Prefecture 842200)

Motion blur is an important factor for degeneration of images, which can restrict the acquisition of information related to criminal cases, such as vehicle license plate. In order to resolve the problem of motion blur restoration of vehicle license plate, a restoration method is proposed. This method makes up optimized parameters with direction and length of motion blur in PSF function to process motion blur of vehicle license plate. Experiments show that this method can get vehicle license plate information from motion blur degeneration, and meet the urgent requirement for motion blur processing methods.

PSF Lucy-Richardson arithmetic Motion blur Parameter estimation

TP391 .41

A

2095-7939（2017）04-0121-04

10.14060/j.issn.2095-7939.2017.04.025

2017-04-11

国家自然科学基金（编号：61307016）；辽宁省高等学校优秀人才支持计划基金（编号：14021B171210Z）。

孙鹏（1978-），男，辽宁沈阳人，中国刑事警察学院声像资料检验技术系副教授，博士，主要从事视频图像处理与检验、视频侦查技术研究。