學術探奇

重塑昔日影像

賈佳亞教授

數碼相機普及,愈來愈多人能享受攝影的樂趣。雖然現時的相機多具備自動防震及影像對焦功能,但相信不少人都曾有因手震而令照片模糊掉的經驗,尤其是在光源不佳時,連專業攝影師也未必能確保影像清晰。如果使用現時市面上的應用圖像軟件去處理模糊照片,一般只能用圖像邊緣銳利化的方式,即讓影像裏的「線條」更明顯。

酷愛攝影的香港中文大學計算機科學與工程學系賈佳亞教授深知,圖像邊緣銳利化並沒有真正去除模糊和恢復隱藏的結構信息,它只是靠着增加影像的對比來欺騙眼睛,在數學(理論上)和實際上,這都不是處理模糊照片的上策。為了真正還原圖像,賈教授與其指導的博士後研究生徐立,研發出領先全球的圖像去模糊技術,相比起舊有技術,這項新技術的效果更為顯著,提升圖像清晰度高達一百倍;速度也更快,處理一百萬像素的圖像不需十秒。

徐立博士

賈教授和徐博士提出一項去除圖像震動性模糊的演算法,特別針對修復模糊照片的速度、可靠性和易用性等多方面進行綜合研究,並考慮抑制雜訊及邊緣震盪效應的影響,從照片中選取資訊含量最高的結構作出估測,並計算相機震動的軌跡及模糊核心,還原影像數據,令照片迅速回復清晰。不過賈教授說,現有的技術對於還原因相機移動引致的模糊成效最佳,而因對焦不準引致的模糊,由於信息流失太多,現有技術可稍加改善但不能完全還原。

(左)原圖<br/>(中)經一般軟件圖像邊緣銳利化處理的圖片<br/>(右)經中文大學去模糊技術處理後的圖片

研究人員利用此圖像處理程式測試大量不同種類的照片,包括夜景、體育運動、野生動物及水族館等照片,證實這技術對修復各種場景的模糊圖像皆有顯著功效。

研究團隊在2010年1月開始研究這項技術,花了一年半時間完成。新技術除可供一般用戶修復日常照片外,還可用於監視器照片、醫療造影圖片、衛星照片等,並可幫助修復具有歷史價值的影像。該軟件試用版已放於網上可供下載(www.cse.cuhk.edu.hk/~leojia/deblurring.htm)。賈教授說,曾有公司下載了試用版成功修復模糊的照片,並致電感謝研究團隊。他為此感到很高興:「這證明我們的軟件真的有用,可以幫人解決問題。」

(左)原圖<br/>(中)經一般軟件圖像邊緣銳利化處理的圖片<br/>(右)經中文大學去模糊技術處理後的圖片

本文出自中大主網頁(2012年4月)

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賈佳亞 計算機科學與工程學系 徐立 圖片清晰化 軟件開發 工程學院 教授