王朝百科
分享
 
 
 

动态模糊

王朝百科·作者佚名  2010-09-22  
宽屏版  字体: |||超大  

动态模糊或运动模糊(motion blur)是静态场景或一系列的图片像电影或是动画中快速移动的物体造成明显痕迹。

动态模糊的应用摄影技术

动态模糊
游乐场的设施在长曝光下造成的动态模糊

当相机拍出影像时,不单只表现出单一时间的即时影像。由于技术限制或艺术要求,影像表现出的是一段时间内的场景。当场景中的物体移动时,该场景的影像必定会表现那些物体在曝光时间(取决于快门速度)内所有位置的完整组合,以及摄影机的视角。在这样的图片中,任何沿着相机相对方向运动的物体将会看起来模糊或被晃动。这种模糊可能发生在拍摄移动中的物体或拍摄静态场景而相机移动时。影片或电视的影像中看起来很自然,是因为人眼也以同样的方式运作。

由于动态模糊是相机、物体、背景间相对运动而造成的效果,可藉著移动镜头追踪移动的物体来避免。因此,即使在长时间曝光下,背景比较模糊而物体看起来仍然清晰。电脑动画

动态模糊
2

类似地,即时电脑动画中准确地显示瞬时的画面(像是一台有无限快快门的相机),而没有动态模糊。因此每秒25-30张画面的电玩游戏看起来断断续续不自然,而用相同画面更新率拍摄自然动作看起来却是连续的。很多新世代电玩游戏以动态模糊为特色,尤其是赛车模拟游戏。 预先运算生成的电脑图像中,如电脑合成影像CGI的电影,可以绘出逼真的动态模糊,因为渲染器(renderer)有更多时间来绘制每个画面。时间上避免失真需依照许多瞬间时间的组合来制造画面。

图2:动态模糊经常被使用在运动(尤其是摩托车运动)的摄影上以表现出速度感。为了达到效果,必须使用慢快门并且让相机镜头随着物体的运动慢慢地转向

动态模糊的负面效果

动态模糊
游乐设施在曝光期间移动

电视运动转播中,一般相机每秒曝光照片25或30次,动态模糊反而变成困扰,因为在慢动作时会使抛射体或运动员的确切位置混淆。因此特殊相机常用来消除动态模糊,能在1/1000秒级数快速曝光,然后在之后的连续1/25或1/30秒传送。虽然能产生更清晰的慢动作重播,但在正常速度播放下看起来会很怪,因为眼睛预期看到动态模糊却没看到。

人眼习惯看到动态模糊,因此习惯电视或电影中的运动模糊甚至不会注意到。电脑产生的影像在时间上很分明,没有动态模糊而使动态效果降低,看起来不逼真。

有时候可用反卷积(反折积)(deconvolution)从图片中移除动态模糊。

动态模糊模型

动态模糊
4

影响模糊的参数1 角度

0度~360度,不同角度会造成不同的模糊类型。

2 长度

长度为移动多少间隔的像素。

图4:这些城市灯光是固定的而相机的方向在曝光期间改变。虚线是由于相机来回移动造成的每盏灯的个别轨迹。动态模糊的类型

动态模糊
5

1 线性

动态模糊发生在单一方向的模糊。镜头的角度会影响动态模糊线条的角度;滤镜的半径长度会影响模糊强度,长度越长会越模糊。

2 旋转

产生像物体在旋转的环状动态模糊。此类型的模糊以镜头对准的点为中心,角度为主要影响因素,角度变化越大越模糊。

3 缩放

缩放型的动态模糊是以图片中心为中心辐射开来的模糊。图片中心未发生模糊但以图片中心为准的外围却会模糊,会让人有凸显图片中心的动态感觉。镜头的缩放长度为主要影响因素。

图5:卡车和相机在曝光期间皆移动。因为移动相机或摇动镜头来固定指向卡车驾驶座旁的门,所以地面看起像往卡车后方移动。数学模型1 模糊

假设有一清晰平面图片y(x),我们只能观察到其模糊后的图片,psf(x)为已知的点扩散函数PSF(Point Spread Function),表示卷积(折积)(convolution)。假设此卷积为离散且有噪声,我们观察到的图片可表示成:

ε(x)为噪声。x为分布在整齐的n1×n2格子X中,X = {k1,k2:k1 = 1,2,...,n1,k2 = 1,2,...,n2}。

2 动态模糊

最简单的动态模糊模型可用直线型点扩散函数以离散卷积形式表示为:

≤L / 2,

psf(x1,x2) = 0,otherwise.

L为核kernel的长度,由运动速率决定,斜率β则由运动方向决定。此模型假设图片中的所有像素的移动皆相同。

去动态模糊关键因素

动态模糊
6

去动态模糊(motion deblurring)取决于点扩散函数(Point Spread Function)的确定。 模糊是与邻近像素平均产生的结果,因此想恢复必须有足够的邻近像素的资讯。

图6:相对于车辆的快速移动相机快门速度较慢,街道上的车流留下亮眼的光线。去模糊方法

1 天真法-快速傅立叶转换去模糊法(FFT Deblurring)

快速傅立叶去模糊法是非常简单的方法之一: 频域的去模糊运算可表示为模糊影像的傅立叶转换和点扩散函数的傅立叶转换的乘积。

b(x) = psf(x) * o(x) + n(x)

B(k) = PSF(k)O(k) + N(k)

因此去模糊可以简单地用点扩散函数傅立叶转换的倒数MTF(k)来表示。

B / MTF = O + N / MTF 当符合下列两条件时有很好的效果:

a)模糊影像没有被噪声。

b)MTF没有零点(zeros)。

但实际上不管是否符合上述2条件,噪声仍会被放大(看N/MTF那项)。

动态模糊
7

2 非递回法-Wiener滤波器去模糊法(Wiener Filter Deblurring)

均方误差(MSE)最佳化线性去模糊

其他“非递回式”方法,例如:调整滤波器(Regularized filter),引入回复图像的限制条件。 Wiener去模糊法与“非递回式”方法有关。此方法可以解释为:藉著找出与原图有最小均方误差的图片为重建图片。 Wiener滤波器的想法大致上用线性化方式解决了一般非线性最小化问题。对于噪声为纯高斯噪声时,最小化问题是线性的。因此Wiener滤波器以均方误差为此特例提供了最佳化解法。然而实际图片大部分却是Poissom噪声,因此下一个方法被提出了。

图7:夜间搭上在圣荷西国际机场上方刚起飞的飞机。城市灯光形成同心线条。

3 递回法- Lucy-Richardson去模糊法(Lucy-Richardson Deblurring)

Lucy-Richardson、Regularized 和 Wiener去模糊法都是针对反折积运算下,因噪声影响和混沌蝴蝶效应所造成影像错误,不同的是,Lucy-Richardson去模糊法是递回式的。Lucy-Richardson利用条件机率的贝氏定理反复运算,并将去模糊处理前后的影像作比较,消除噪声的部分,得到增强的结果。

两个关键的理解带出了最后的公式:

1)贝式公式中的机率可以用像素的亮度取代。

以下解释可以更明白:光子在一订时间内碰到传感像素的机率和像素的亮度成正比。

2)条件机率矩阵:p(bk | oj)是点扩散函数psfki。

 
 
免责声明:本文为网络用户发布,其观点仅代表作者个人观点,与本站无关,本站仅提供信息存储服务。文中陈述内容未经本站证实,其真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。
如何用java替换看不见的字符比如零宽空格​十六进制U+200B
 干货   2023-09-10
网页字号不能单数吗,网页字体大小为什么一般都是偶数
 干货   2023-09-06
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4096
 干货   2023-09-06
Noto Sans CJK SC字体下载地址
 干货   2023-08-30
window.navigator和navigator的区别是什么?
 干货   2023-08-23
js获取referer、useragent、浏览器语言
 干货   2023-08-23
oscache遇到404时会不会缓存?
 干货   2023-08-23
linux下用rm -rf *删除大量文件太慢怎么解决?
 干货   2023-08-08
刀郎新歌破世界纪录!
 娱乐   2023-08-01
js实现放大缩小页面
 干货   2023-07-31
生成式人工智能服务管理暂行办法
 百态   2023-07-31
英语学习:过去完成时The Past Perfect Tense举例说明
 干货   2023-07-31
Mysql常用sql命令语句整理
 干货   2023-07-30
科学家复活了46000年前的虫子
 探索   2023-07-29
英语学习:过去进行时The Past Continuous Tense举例说明
 干货   2023-07-28
meta name="applicable-device"告知页面适合哪种终端设备:PC端、移动端还是自适应
 干货   2023-07-28
只用css如何实现打字机特效?
 百态   2023-07-15
css怎么实现上下滚动
 干货   2023-06-28
canvas怎么画一个三角形?
 干货   2023-06-28
canvas怎么画一个椭圆形?
 干货   2023-06-28
canvas怎么画一个圆形?
 干货   2023-06-28
canvas怎么画一个正方形?
 干货   2023-06-28
中国河南省郑州市金水区蜘蛛爬虫ip大全
 干货   2023-06-22
javascript简易动态时间代码
 干货   2023-06-20
感谢员工的付出和激励的话怎么说?
 干货   2023-06-18
 
>>返回首页<<
 
 
 
静静地坐在废墟上,四周的荒凉一望无际,忽然觉得,凄凉也很美
© 2005- 王朝网络 版权所有