基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113222863A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110625709.0(22)申请日2021.06.04(71)申请人中国铁道科学研究院集团有限公司地址100081北京市海淀区大柳树路2号申请人中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京铁科英迈技术有限公司(72)发明人王凡赵宏伟刘俊博王胜春赵鑫欣武斯全苏文婧曹佳伟方玥王乐(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人侯天印郝博(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图3页(54)发明名称基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法及装置(57)摘要本发明公开了一种基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法及装置，其中该方法包括：获得摄像机运动参数；基于摄像机运动参数确定摄像机的旋转矩阵和平移矩阵；根据摄像机的旋转矩阵和平移矩阵确定稀疏重采样矩阵；获得模糊图像；基于稀疏重采样矩阵和模糊图像，采用空间变化的去卷积算法，获得复原图像。本发明能够复原出质量较高的图像，有利于提升车载高速铁路运行环境视频的质量，为高速铁路运行环境安全检查任务提供有效数据保障。CN113222863ACN113222863A权利要求书1/3页1.一种基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法，其特征在于，包括：获得摄像机运动参数；基于摄像机运动参数确定摄像机的旋转矩阵和平移矩阵；根据摄像机的旋转矩阵和平移矩阵确定稀疏重采样矩阵；获得模糊图像；基于稀疏重采样矩阵和模糊图像，采用空间变化的去卷积算法，获得复原图像。2.如权利要求1所述的基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法，其特征在于，所述摄像机运动参数包括角速度和加速度；所述角速度为当前坐标系摄像机旋转的角速度；所述加速度为当前坐标系下平移加速度、旋转产生的向心加速度和重力加速度之和。3.如权利要求2所述的基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法，其特征在于，基于摄像机运动参数确定摄像机的旋转矩阵包括：将角速度依次积分并旋转到初始坐标系后，计算每个时刻初始坐标系的角度位置，根据角度位置确定摄像机的旋转矩阵。4.如权利要求3所述的基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法，其特征在于，按照如下公式基于摄像机运动参数确定摄像机的旋转矩阵：其中，表示初始坐标系下t时刻的角度位置；iRt‑1表示从t‑1时刻坐标系到初始坐标系的旋转矩阵；表示t‑1时刻坐标系下t‑1时刻的角速度；Δt表示对时间t进行积分；表示初始坐标系下t‑1时刻的角度位置；tRi表示从初始坐标系到t时刻坐标系的旋转矩阵；f(·)表示将角度位置转换为旋转矩阵，表示t时刻坐标系下t时刻的角速度；为初始坐标系下t时刻的角速度。5.如权利要求2所述的基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法，其特征在于，基于摄像机运动参数确定摄像机的平移矩阵包括：根据摄像机的旋转矩阵和摄像机运动参数中的加速度确定初始坐标系加速度；将初始坐标系加速度依次积分并旋转到初始坐标系，确定每个时刻初始坐标系的相对速度和相对位置；根据每个时刻初始坐标系的相对速度和相对位置确定摄像机的平移矩阵。6.如权利要求5所述的基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法，其特征在于，按照如下公式基于摄像机运动参数确定摄像机的平移矩阵：2CN113222863A权利要求书2/3页其中，表示初始坐标系下t时刻的相对位置；tRi表示从初始坐标系到t时刻坐标系的旋转矩阵，为初始坐标系t时刻的角速度，表示初始坐标系t时刻的相对位置，表示初始坐标系下t‑1时刻的加速度，表示摄像机重力加速度，Δt表示对时间t进行积分；表示初始坐标系下t‑1时刻的相对速度，表示初始坐标系t‑1时刻的相对位置；表示初始坐标系下t时刻的加速度，表示初始坐标系下的加速度；iRt表示t时刻坐标系到初始坐标系的旋转矩阵；表示测量的t时刻坐标系下的加速度，表示初始坐标系下t时刻的加速度，表示加速度计到旋转中心的向量；为初始坐标系下t时刻的角加速度。7.如权利要求1所述的基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊方法，其特征在于，按照如下公式基于稀疏重采样矩阵和模糊图像，采用空间变化的去卷积算法，获得复原图像：其中，L(BI′)表示模糊图像关于清晰图像的负对数似然；B表示模糊图像；I′表示复原图像；F(d)表示基于场景深度d的稀疏重采样矩阵；σ2表示噪声水平；L(I′)表示清晰图像的负对数似然；d表示场景深度；λ表示惩罚项权重系数；表示复原图像I′的梯度；(u,v)表示模糊图像中的坐标点；(u′,v′)表示模糊图像在图像空间中的投影结束点。8.一种基于高速铁路运行环境视频自适应去模糊装置，其特征在于，包括：摄像机运动参数获得模块，用