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《用逆濾波和維納濾波進行圖像復原》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、用逆濾波和維納濾波進行圖像復原在圖像的獲取、傳輸以及記錄保存過程中，由于各種因素，如成像設備與目標物體的相對運動，大氣的湍流效應，光學系統(tǒng)的相差，成像系統(tǒng)的非線性畸變，環(huán)境的隨機噪聲等原因都會使圖像產生一定程度的退化，圖像退化的典型表現(xiàn)是圖像出現(xiàn)模糊、失真，出現(xiàn)附加噪聲等。由于圖像的退化，使得最終獲取的圖像不再是原始圖像，圖像效果明顯變差。為此，要較好地顯示原始圖像，必須對退化后的圖像進行處理，恢復出真實的原始圖像，這一過程就稱為圖像復原。圖像復原技術是圖像處理領域一類非常重要的處理技術，主要目的就是消除或減輕在圖像獲
2、取及傳輸過程中造成的圖像質量下降即退化現(xiàn)象，恢復圖像的本來面目。圖像復原的過程是首先利用退化現(xiàn)象的某種先驗知識，建立退化現(xiàn)象的數(shù)學模型，然后再根據退化模型進行反向的推演運算，以恢復原來的景物圖像。一、實驗目的1了解圖像復原模型2了解逆濾波復原和維納濾波復原3掌握維納濾波復原、逆濾波的Matlab實現(xiàn)二、實驗原理1、逆濾波復原如果退化圖像為，原始圖像為，在不考慮噪聲的情況下，其退化模型可用下式表示(12-25)由傅立葉變換的卷積定理可知有下式成立(12-26)式中，、、分別是退化圖像、點擴散函數(shù)、原始圖像的傅立葉變換。所
3、以(12-27)由此可見，如果已知退化圖像的傅立葉變換和系統(tǒng)沖激響應函數(shù)(“濾被”傳遞函數(shù))，則可以求得原圖像的傅立葉變換，經傅立葉反變換就可以求得原始圖像，其中除以起到了反向濾波的作用。這就是逆濾波復原的基本原理。在有噪聲的情況下，逆濾波原理可寫成如下形式(12-28)式中，是噪聲的傅立葉變換。2、維納濾波復原維納濾波就是最小二乘濾波，它是使原始圖像與其恢復圖像之間的均方誤差最小的復原方法。對圖像進行維納濾波主要是為了消除圖像中存在的噪聲，對于線性空間不變系統(tǒng)，獲得的信號為(12-29)為了去掉中的噪聲，設計一個濾波
4、器，其濾波器輸出為，即(12-30)使得均方誤差式(12-31)成立，其中稱為給定時的最小二乘估計值。設為的相關函數(shù)的傅立葉變換，分別為的相關函數(shù)的傅立葉變換，為沖激響應函數(shù)的傅立葉變換，有時也把和分別稱為和的功率譜密度，則濾波器的頻域表達式為(12-32)于是，維納濾波復原的原理可表示為(12-33)對于維納濾波，由上式可知，當時，由于存在項，所以不會出現(xiàn)被0除的情形，同時分子中含有項，在處，。當時，，此時維納濾波就變成了逆濾波；當時，，表明維納濾波避免了逆濾波中出現(xiàn)的對噪聲過多的放大作用；當和未知時，經常用來代替，
5、于是其中，稱為噪聲對信號的功率譜度比，近似為一個適當?shù)某?shù)。這是實際中應用的公式。三、MATLAB實現(xiàn)clear;
I=imread('rice.tif');
imshow(I);
I=rgb2gray(I);%將原圖像轉化為黑白圖
figure;
subplot(2,2,1);imshow(I);title('轉成黑白圖像');
[m,n]=size(I);
F=fftshift(fft2(I));
k=0.0025;
foru=1:m
forv=1:n
H(u,v)=exp((-k)*(((u-m/2)^2+(v-
6、n/2)^2)^(5/6)));
end
end
G=F.*H;
I0=real(ifft2(fftshift(G)));
I1=imnoise(uint8(I0),'gaussian',0,0.001)
subplot(2,2,2);imshow(uint8(I1));title('模糊退化且添加高斯噪聲的圖像');
F0=fftshift(fft2(I1));
F1=F0./H;
I2=ifft2(fftshift(F1));
subplot(2,2,3);imshow(uint8(I2));title('全逆濾
7、波復原圖');
K=0.1;
foru=1:m
forv=1:n
H(u,v)=exp(-k*(((u-m/2)^2+(v-n/2)^2)^(5/6)));
H0(u,v)=(abs(H(u,v)))^2;
H1(u,v)=H0(u,v)/(H(u,v)*(H0(u,v)+K));
end
end
F2=H1.*F0;
I3=ifft2(fftshift(F2));
subplot(2,2,4);imshow(uint8(I3));title('維納濾波復原圖');四、運行結果原圖：復原后圖像:五、心得體會通過這次做
8、實驗報告，使我對逆濾波和維納濾波有了一定的了解，通過對運行結果的觀察，了解了逆濾波和維納濾波對運動模糊圖像的聯(lián)系和區(qū)別。
