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《圖像復原-逆濾波復原法-維納濾波復原法-去除由勻速運動引起的模糊講解課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、圖像的復原圖像復原是圖像處理的另一重要課題。它的主要目的是改善給定的圖像質(zhì)量并盡可能恢復原圖像。圖像在形成、傳輸和記錄過程中，由于成像系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)和設(shè)備的不完善，使圖像的質(zhì)量變壞，這一過程稱為圖像的退化。圖像的復原就是要盡可能恢復退化圖像的本來面目，它是沿圖像降質(zhì)的逆向過程進行。典型的圖像復原是根據(jù)圖像退化的先驗知識建立一個退化模型，以此模型為基礎(chǔ)，采用各種逆退化處理方法進行恢復，使圖像質(zhì)量得到改善?？梢?，圖像復原主要取決于對圖像退化過程的先驗知識所掌握的精確程度。圖像復原圖像復原的一般過程:弄清退化原因→建立退化模型→
2、反向推演→恢復圖像對圖像復原結(jié)果的評價已確定了一些準則，這些準則包括最小均方準則、加權(quán)均方準則和最大熵準則等，這些準則是用來規(guī)定復原后的圖像與原圖像相比較的質(zhì)量標準。圖像復原和圖像增強是有區(qū)別的，二者的目的都是為了改善圖像的質(zhì)量。但圖像增強不考慮圖像是如何退化的，只通過試探各種技術(shù)來增強圖像的視覺效果。因此，圖像增強可以不顧增強后的圖像是否失真，只要看得舒服就行。而圖像復原就完全不同，需知道圖像退化的機制和過程的先驗知識，據(jù)此找出一種相應的逆過程方法，從而得到復原的圖像。如果圖像已退化，應先作復原處理，再作增強處理。圖像復
3、原圖像退化現(xiàn)象：圖像模糊、失真、噪聲等。圖像退化原因；大氣湍流效應、光學系統(tǒng)的繞射、光學系統(tǒng)的像差、成像設(shè)備與物體的相對運動、傳感器特性的非線性、感光膠卷的非線性和膠片顆粒噪聲、攝像掃描所引起的幾何失真等。圖像恢復：明確圖像退化原因，建立數(shù)學模型，沿逆過程恢復圖像。主要方法：代數(shù)方法恢復、運動模糊恢復、逆濾波恢復、Wiener濾波恢復、功率譜均衡恢復、約束最小平方恢復、最大后驗恢復、最大熵恢復、幾何失真恢復。圖像復原用巴特沃思帶阻濾波器復原受正弦噪聲干擾的圖像(a)被正弦噪聲干擾的圖像(b)濾波效果圖(a)(b)圖像復原維
4、納濾波器應用(a)受大氣湍流的嚴重影響的圖像(b)用維納濾波器恢復出來的圖像(a)(b)圖像退化模型假定成像系統(tǒng)是線性位移不變系統(tǒng)（退化性質(zhì)與圖像的位置無關(guān)），它的點擴散函數(shù)用h(x,y)表示，則獲取的圖像g(x,y)表示為g(x,y)=f(x,y)*h(x,y)式中f(x,y)表示理想的、沒有退化的圖像，g(x,y)是劣化（被觀察到）的圖像。若受加性噪聲n(x,y)的干擾，則退化圖像可表示為g(x,y)=f(x,y)*h(x,y)+n(x,y)這就是線性位移不變系統(tǒng)的退化模型。圖像退化模型由于許多種退化都可以用線性的位移
5、不變模型來近似，這樣可把線性系統(tǒng)中的許多數(shù)學工具如線性代數(shù)用于求解圖像復原問題，從而得到簡捷的公式和快速的運算方法。當退化不太嚴重時，一般用線性位移不變系統(tǒng)模型來復原圖像。把它作為圖像退化的近似模型，在很多應用中有較好的復原結(jié)果，且計算大為簡化。而實際上非線性和位移變的情況能更加準確而普遍地反映圖像復原問題的本質(zhì)，但在數(shù)學上求解困難。只有在要求很精確的情況下才用位移變的模型去求解，其求解也常以位移不變的解法為基礎(chǔ)加以修改而成。因此本章著重介紹線性位移不變系統(tǒng)的復原方法。離散退化模型離散退化模型：離散退化模型的矩陣表示：51
6、22?5122=262144?262144H的矩陣表示：圖像復原模型圖像的退化/復原過程模型圖像f(x,y)被線性操作h(x,y)所模糊，并疊加上噪聲n(x,y)，構(gòu)成了退化后的圖像g(x,y)。退化后的圖像與復原濾波器卷積得到復原的f(x,y)圖像。對于線性移不變系統(tǒng)而言上式兩邊進行傅立葉變換得式中G(u,v),F(u,v),H(u,v)和N(u,v)分別是g(x,y),f(x,y),h(x,y)和n(x,y)的二維傅立葉變換。H(u,v)稱為系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。從頻率域角度看，它使圖像退化，因而反映了成像系統(tǒng)的性能。逆濾波
7、復原法通常在無噪聲的理想情況下，上式可簡化則逆濾波復原法1/H(u,v)稱為逆濾波器。對上式再進行傅立葉反變換可得到f(x,y)。但實際上碰到的問題都是有噪聲，因而只能求F(u,v)的估計值然后再作傅立葉逆變換得這就是逆濾波復原的基本原理。其復原過程可歸納如下：(1)對退化圖像g(x，y)作二維離散傅立葉變換，得到G(u,v)；(2)計算系統(tǒng)點擴散函數(shù)h(x，y)的二維傅立葉變換，得到H(u,v)。這一步值得注意的是，通常h（x,y）的尺寸小于g(x,y)的尺寸。為了消除混疊效應引起的誤差，需要把h(x,y)的尺寸延拓。（
8、3）計算（4）計算的逆傅立葉變換，求得。逆濾波復原法若噪聲為零，則采用逆濾波恢復法能完全再現(xiàn)原圖像。若噪聲存在，而且H（u,v）很小或為零時，則噪聲被放大。這意味著退化圖像中小噪聲的干擾在H(u,v)較小時，會對逆濾波恢復的圖像產(chǎn)生很大的影響，有可能使恢復的圖像和f(x,y)相差很大，甚至面目全非。病態(tài)
