离焦模糊图像的维纳滤波恢复

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1、第35卷第2期光学技术Vl0I．35No．22009年3月OPTICALTECHNIQUEMarch2009文章编号：1002—1582(2009)02—0295—04离焦模糊图像的维纳滤波恢复孙辉，张葆，刘晶红，李仕，(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130031；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：为消除离焦误差产生的图像模糊，介绍了基于逆滤波和维纳滤波的离焦模糊图像复原方法。从光学成像原理出发，根据高斯方程计算离焦误差，建立离焦误差与光学传递函数之间的关系。讨论了离焦误差

2、对光学成像系统传递函数的影响。通过建立线性空间不变的模糊模型，构建点扩散函数和光学传递函数，采用与模糊过程相反的处理方法进行图像复原，消除离焦误差造成的图像模糊。测试实验中，对标准样本lena图像进行了离焦模糊处理，采用维纳滤波算法复原图像，选择不同的离焦半径和维纳滤波参数进行对比。实验结果表明：维纳滤波方法可有效消除离焦模糊；抑制噪声干扰和“振铃效应”；可把图像峰值信噪比提高到6dB以上。关键词：离焦模糊；图像复原；光学传递函数(rF)；维纳滤波；逆滤波；点扩散函数(PSF)中图分类号：TN911．73

3、文献标识码：AAnalysisonoutoffocuserrorandrestorationofblurredimagewithWienerfilterSUNHui，ZHANGBao，LIUJing．hong，LIShi’(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademy0fSciences，Changchun130031，China)(2．GraduateSchooloftheChineseAcademyofScien

4、ces，Beijing100039，China)Abstract：InordertOrecoveroriginalimagefromoutoffocusblurredimage，amethodofrestorationbasedoninversefilterandWienerfilterisintroduced．Therelationshipbetweenoutoffocuserrorinanimagingsystemandblurredimageisdiscussed，andtheoutoffocuso

5、pticaltransferfunctionispresented．TherestorationtechniqueisorientedtowardmathematicallymodelingthedegradationandapplyingtheinverseprocesstOrecovertheoriginalimage．Inimagerestorationprocessing，thepointspreadfunction(PSF)andopticaltransferfunction(OTF)ofdef

6、ocusisusedtorestoredegradedimagewithinversefilterorWienerfilter．UsingoriginalLenaimageinthetestexperiment，andthedescriedWienerfiltertechniqueistestedinasimulatedexperi—meritonavarietyofparametersincludingoutoffocusradiusandpowerspectrumratio．Theexperiment

7、sshowthatqualityim—provedimagescanbeobtainedwiththeWienerfilterandproperPSF，therestorediI~geshowsreducedrir~ngandnoisesef—fects，thepeek-signal—to-noise-ratio(PSNR)isadvancedabove6dB．Keywords：outoffocusblur；imagerestoration；opticaltransferfunction(OTF)；Wie

8、nerfilter；inversefilter；pointspreadfunction(PSF)在数字图像处理研究中，比较早地开展了图像1引言复原技术的研究，从20世纪40年代初期Norbert随着现代电子技术的发展，以CCD和SWiener提出最小均方估计器开始，图像复原技术被为代表的新型成像传感器的应用越来越广泛，在日广泛用于光学、信号和其它应用领域。从20世纪常生活、医疗、工业、军工等领域已在很大程度上取50年代开始被美