第8章图像复原

《第8章图像复原》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章图像复原8.1图像退化原因及图像复原技术分类所谓图像复原，是指去除或减轻在获取数字图像过程中发生的图像质量下降（退化）这些退化包括由光学系统、运动等等造成图像的模糊，以及源自电路和光度学因素的噪声。图像复原的目标是对退化的图像进行处理，使它趋向于复原成没有退化的理想图像。成像过程的每一个环节（透镜，感光片，数字化等等）都会引起退化。视其具体应用的不同，将损失掉的图像质量部分复原过来可以起到不同的作用在进行图像复原时，还有许多其它选择。首先，问题既可以用连续数学，也可以用离散数学进行处理。其次，处理既可在空间域，也可在频域进行。8.1.1图像退化原因图像

2、退化大致有以下几方面的原因：1）、成像系统的像差、畸变、有限带宽等造成的图像失真。2）、射线辐射、大气湍流等造成的照片畸变。3）、携带成像设备的飞行器运动不稳定，以及地球自转等因素造成的照片几何失真。4）、模拟图像数字化过程中图像质量下降。5）、拍摄时相机与景物之间的相队运动产生的运动模糊。6）、镜头焦距不准产生的散焦模糊7）、底片感光、图像显示是会造成记录显示失真。8）、成像系统存在噪声干扰。图像复原过程是图像退化过程的逆过程。图像复原首先要建模型，然后处理图像。图像复原的好坏可更具一些准则，象最小均方准则、加权均方准则等。8.1.2图像复原技术分类1、复

3、原技术分类1）给定模型条件下：分为无约束复原和有约束复原。2）根据所处的域不同：分为空间域复原和频率域复原。2、图像复原与图像增强的关系图像复原与图像增强技术一样，都是改善图像的质量。不同点：图像增强是通过某些技术来突出图像中感兴趣的特征，处理图像时不考虑图像退化的真实物理过程；增强后的图像与原图像有差异。图像复原是针对图像的退化原因作出补偿，恢复后的图像尽可能接近原始图像。实际应用中，一般先进行图像复原，再根据需要进行图像增强。8.2退化模型8.2.1建立系统的退化模型1、常见的图像退化模型实例前三种可以看成空间移不变系统，后三种看成线性系统。中间两种情况

4、经常遇到，为线性移不变系统。2、通用的图像退化模型把图像退化过程抽象成一个系统H，原始图像f(x,y)通过系统H后产生退化图像g(x,y)。对活动的，彩色的立体图象，其数学表达式为：对静止的平面图象：静止的平面图象的退化模型：g(x,y)=H*f(x,y)考虑噪声：g(x,y)=H*f(x,y)+n(x,y)+◆系统H就一般而言，系统是某些元件或部件以某种方式构造而成的整体。系统本身所具有的某些特性就构成了通过系统的输入信号与输出信号的某种联系。系统的分类可有：线性系统和非线性系统，时变系统和非时变系统，集总参数系统和分布参数系统，连续系统和离散系统。这里系

5、统H定义为线性移不变系统，满足：1）线性系统：是具有均匀性和相加性的系统如果不考虑噪声,则有:2）时不变系统：满足各个参数不随时间变化。3）集总参数系统：满足称为空间不变系统，即集总参数系统实际上，大部分系统是非线性和空间变化的，但以这样的模型处理起来困难很大，一般都简化为线性的非时变和非空间变化的近似模型进行处理。这样近似的优点是使线性系统理论中的许多理论可以直接用来解决图象复原问题。8.2.2连续函数退化模型1、改写f(x,y)利用冲击函数的筛选性质2、建立退化模型1）、空域退化模型设系统H对坐标为(,)处的冲激函数(x-,y-)的冲激响应为h

6、(x,,y,)，则此式说明，如果系统H对冲激函数的响应为已知，则对任意输入的响应可用上式求得，即，线性系统H完全可以由冲激响应来表征。在有噪音的情况下由于把图像退化过程看成一个线性空间不变系统，因此系统的输出图像g(x,y)应为输入图像和系统冲激响应h(x,y)的卷积。2）、频域退化模型对空域退化模型进行傅里叶变换，并由卷积定理得：函数H（u，v）成为退化系统的传递函数，它是退化系统冲激响应h(x,y)的傅里叶变换。在有噪声的情况下：8.2.3离散退化模型1、一维退化模型对f(x,y)和h(x,y)进行均匀取样后，就可引伸出离散函数的退化模型。用一维的来

7、说明。如果f(x)和h(x)都具有周期N的序列，那么它们的时域离散卷积可定义为下式：也是具有周期N的序列。如果f(x)（长度为A）和h(x)（长度为B）不具有周期性，则可以用延拓的方法使其成为周期一致（例如均为N）周期函数。此时卷积退化模型变为：如果用矩阵来表示上述离散退化模型，可写成下式之形式由于的h(x)周期性，使得[H]成为一个循环矩阵2、二维退化模型推广一维的成二维有：f(x,y)、h(x,y)均为周期函数，g(x,y)也为周期函数，其周期同f(x,y)和h(x,y)一样。当f(x,y)（AХB）与h(x,y)（CХD）的周期不同，或拓展后不相同时，

8、应将其中一个周期短的延长扩展，使两者成为相同周期。写