本發(fā)明道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

道路監(jiān)控系統(tǒng)是路網(wǎng)信息化、智能化的有力保障?？梢詫?shí)現(xiàn)第一時(shí)間對交通違章、交通事故、交通堵塞以及其他突發(fā)事件做出判斷，進(jìn)而調(diào)整控制參數(shù)，制定調(diào)度策略。而實(shí)現(xiàn)上述功能的兩個(gè)必要條件是：清晰成像和實(shí)時(shí)成像。

現(xiàn)階段，道路監(jiān)控系統(tǒng)多采用將監(jiān)控?cái)z像頭安裝于懸臂梁的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單，安裝和維護(hù)成本低，但缺點(diǎn)在于，受振動(dòng)和氣流的影響，攝像頭會(huì)發(fā)生隨機(jī)搖擺，造成圖像模糊，使得道路監(jiān)控系統(tǒng)不滿足清晰成像條件，不利于路網(wǎng)的信息化和智能化。

針對道路監(jiān)控?cái)z像頭搖擺造成圖像模糊的問題，并兼顧道路監(jiān)控系統(tǒng)清晰成像和實(shí)時(shí)成像兩項(xiàng)技術(shù)需求，黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目《基于先驗(yàn)知識(shí)的道路監(jiān)控模糊圖像快速復(fù)原》(項(xiàng)目編號(hào)201510214056)擬研究一種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原方法，該方法的原理在于首先建立隨機(jī)運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)光學(xué)傳遞函數(shù)(DOTF)模型，然后利用先驗(yàn)知識(shí)從運(yùn)動(dòng)模糊圖像中快速提取DOTF，最后將DOTF與線性復(fù)原算法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原。這種方法可以在不改變現(xiàn)有攝像頭安裝方式的前提下，快速復(fù)原因攝像頭搖擺而形成的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像，對實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)信息化和智能化起到促進(jìn)作用。

在項(xiàng)目進(jìn)行當(dāng)中，需要搭建道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)來對項(xiàng)目提出的方法進(jìn)行驗(yàn)證，然而，還沒有發(fā)現(xiàn)有適用于本項(xiàng)目方法的現(xiàn)成系統(tǒng)可以借鑒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠直接對應(yīng)項(xiàng)目提出的方法，快速復(fù)原道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)，包括：

目標(biāo)仿真模塊：由用于仿真路面圖像的時(shí)不變場景和用于仿真先驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的時(shí)變場景組成，所述時(shí)不變場景包括均勻背景和區(qū)別于背景并被背景包圍的目標(biāo)；

監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊：為攝像頭、CCD、CMOS或相機(jī)；

懸臂梁仿真模塊：由對稱設(shè)置的兩個(gè)立柱、水平支撐端和彈簧連接端組成，所述水平支撐端上方固定連接監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊，兩側(cè)通過彈簧連接端連接立柱中上方，在彈簧連接 端的作用下，水平支撐端做三個(gè)方向的平動(dòng)和一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。

上述道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)，所述的目標(biāo)仿真模塊為顯示器，所述顯示器顯示的圖像一部分具有時(shí)變特性，一部分具有時(shí)不變特性，具有時(shí)不變特性的部分包括均勻背景和區(qū)別于背景并被背景包圍的目標(biāo)。

上述道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)，以光軸所在方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，向垂直光軸的x方向，目標(biāo)的寬度為a，背景的寬度為b，目標(biāo)仿真模塊到監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的距離為l，監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的監(jiān)視時(shí)不變場景的視場角為α，并且滿足：

a＜l·tanα＜b

所述監(jiān)控?cái)z像頭在x方向的旋轉(zhuǎn)角度滿足以下條件：

順著x方向的旋轉(zhuǎn)角度不超過arctan(b/l)-α；

逆著x方向的旋轉(zhuǎn)角度不超過α-arctan(a/l)。

進(jìn)一步地，所述x方向分布在垂直光軸的平面內(nèi)。

再進(jìn)一步地，以光軸所在方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，

向垂直光軸的x方向，目標(biāo)的寬度為a₁，背景的寬度為b₁，目標(biāo)仿真模塊到監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的距離為l，監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的監(jiān)視時(shí)不變場景的視場角為α₁，并且滿足：

a₁＜l·tanα₁＜b₁

向垂直光軸的-x方向，目標(biāo)的寬度為a₂，背景的寬度為b₂，目標(biāo)仿真模塊到監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的距離為l，監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的監(jiān)視時(shí)不變場景的視場角為α₂，并且滿足：

a₂＜l·tanα₂＜b₂

所述監(jiān)控?cái)z像頭在x方向的旋轉(zhuǎn)角度滿足以下條件：

順著x方向的旋轉(zhuǎn)角度不超過min[arctan(b₁/l)-α₁,α₂-arctan(a₂/l)]；

順著-x方向的旋轉(zhuǎn)角度不超過min[α₁-arctan(a₁/l),arctan(b₂/l)-α₂]。

有益效果：

第一、由于設(shè)置有目標(biāo)仿真模塊、監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊、以及懸臂梁仿真模塊，因此直接對應(yīng)道路監(jiān)控系統(tǒng)多采用將監(jiān)控?cái)z像頭安裝于懸臂梁的結(jié)構(gòu)，適用于模擬道路監(jiān)控系統(tǒng)， 對道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像進(jìn)行快速復(fù)原；

第二、由于目標(biāo)仿真模塊由用于仿真路面圖像的時(shí)不變場景和用于仿真先驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的時(shí)變場景組成，同時(shí)時(shí)不變場景包括均勻背景和區(qū)別于背景并被背景包圍的目標(biāo)，因此可以將時(shí)不變場景作為先驗(yàn)知識(shí)，進(jìn)而直接與圖像快速復(fù)原方法(利用先驗(yàn)知識(shí)從運(yùn)動(dòng)模糊圖像中快速提取DOTF，最后將DOTF與線性復(fù)原算法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原)相對應(yīng)，提供一種道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是懸臂梁仿真模塊與監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是具體實(shí)施例三中各個(gè)角度之間的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

具體實(shí)施例一

本實(shí)施例的道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)，包括：

目標(biāo)仿真模塊：由用于仿真路面圖像的時(shí)不變場景和用于仿真先驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的時(shí)變場景組成，所述時(shí)不變場景包括均勻背景和區(qū)別于背景并被背景包圍的目標(biāo)；

監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊：為攝像頭、CCD、CMOS或相機(jī)；

懸臂梁仿真模塊：由對稱設(shè)置的兩個(gè)立柱、水平支撐端和彈簧連接端組成，所述水平支撐端上方固定連接監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊，兩側(cè)通過彈簧連接端連接立柱中上方，在彈簧連接端的作用下，水平支撐端做三個(gè)方向的平動(dòng)和一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。

懸臂梁仿真模塊與監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

具體實(shí)施例二

本實(shí)施例的道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)，在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定目標(biāo)仿真模塊為顯示器，所述顯示器顯示的圖像一部分具有時(shí)變特性，一部分具有時(shí)不變特性，具有時(shí)不變特性的部分包括均勻背景和區(qū)別于背景并被背景包圍的目標(biāo)。

具體實(shí)施例三

本實(shí)施例的道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)，在具體實(shí)施例一或具體實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定以光軸所在方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，向垂直光軸的x方向，目標(biāo)的寬度為a，背景的寬度為b，目標(biāo)仿真模塊到監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的距離為l，監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的監(jiān)視時(shí)不變場景的視場角為α，并且滿足：

a＜l·tanα＜b

所述監(jiān)控?cái)z像頭在x方向的旋轉(zhuǎn)角度滿足以下條件：

順著x方向的旋轉(zhuǎn)角度不超過arctan(b/l)-α；

逆著x方向的旋轉(zhuǎn)角度不超過α-arctan(a/l)。

各個(gè)角度之間的關(guān)系，如圖2所示。

在本實(shí)施例中，所述x方向分布在垂直光軸的平面內(nèi)。

具體實(shí)施例四

本實(shí)施例的道路監(jiān)控隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模糊圖像快速復(fù)原仿真系統(tǒng)，在具體實(shí)施例三的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定以下內(nèi)容：

以光軸所在方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，

向垂直光軸的x方向，目標(biāo)的寬度為a₁，背景的寬度為b₁，目標(biāo)仿真模塊到監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的距離為l，監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的監(jiān)視時(shí)不變場景的視場角為α₁，并且滿足：

a₁＜l·tanα₁＜b₁

向垂直光軸的-x方向，目標(biāo)的寬度為a₂，背景的寬度為b₂，目標(biāo)仿真模塊到監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的距離為l，監(jiān)控?cái)z像頭仿真模塊的監(jiān)視時(shí)不變場景的視場角為α₂，并且滿足：

a₂＜l·tanα₂＜b₂

所述監(jiān)控?cái)z像頭在x方向的旋轉(zhuǎn)角度滿足以下條件：

順著x方向的旋轉(zhuǎn)角度不超過min[arctan(b₁/l)-α₁,α₂-arctan(a₂/l)]；

順著-x方向的旋轉(zhuǎn)角度不超過min[α₁-arctan(a₁/l),arctan(b₂/l)-α₂]。

本實(shí)施例，考慮到了x方向分布在垂直光軸的平面內(nèi)，那么在包括光軸的平面內(nèi)，就會(huì)存在x方向和-x方向兩個(gè)方向的同時(shí)限定，進(jìn)而給出了綜合兩個(gè)方向限定后的結(jié)果。