数字图像处理第5章：图像复原ppt课件.ppt

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1、医学图像处理第五章图像复原与重建教材：数字图像处理(冈萨雷斯)川北医学院影像系影像设备教研室Chapter5图像复原与重建Chapter5图像复原与重建图像退化模型噪声模型仅有噪声存在下的空间滤波复原线性、位置不变的退化估计退化函数估计原图像：逆滤波、维纳滤波、约束最小二乘方滤波等滤波器本章主要内容Chapter5图像复原与重建镜头聚焦不良引起的模糊（离焦模糊）引言图像退化实例由于镜头畸变引起图像的几何失真引言图像退化实例由于运动产生的模糊引言图像退化实例由于运动产生的模糊引言图像退化实例由于运动产生的模糊引言图像退化实例由于运动产生的模糊30米60米引言图像

2、退化实例因噪声产生的模糊引言图像退化实例基本概念图像的退化:是指图像在形成、存储和传输过程中，由于成像系统、传输介质和设备的不完善，使图像的质量变坏，这个过程称为退化。退化包括●由成像系统光学特性造成的歧变；●噪声和相对运动造成的图像模糊；●源自电路和光度学因素的噪声等；●宇航卫星、遥感、天文学中的图片；由于大气湍流及摄像机与物体之间的相对运动都会使图像降质。引言●X线成像系统由于X射线散布会使医学上所得的射线照片的分辨率和对比度下降；●电子透镜图像由于电子透镜的球面像差往往会降低电子显微照片的质量；●运动图像由于曝光时间长，产生模糊，或者由于光圈太大或太小等

3、原因。引言基本概念图像复原:是在研究图像的退化原因基础上，以退化图像为依据，根据一定的先验知识，建立一个退化模型然后用相反的运算，以恢复原始景物图像。找退化原因→建立退化模型→反向推演→恢复图像可见，图像复原主要取决于对图像退化过程的先验知识所掌握的精确程度，体现在建立的退化模型是否合适。引言基本概念图像增强图像复原主要目的提高图像的可懂度提高图像的逼真度方法空间域法和频率域法。空间域法主要是对图像的灰度进行处理；频率域法主要是滤波。重点介绍线性复原方法图像增强和图像复原的对比引言图像增强图像复原技术特点＊不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择地突

4、出（增强），而衰减其不需要的特征。＊改善后的图像不一定要去逼近原图像。＊主观过程＊要考虑图像降质的原因，建立“降质模型“。＊要建立评价复原好坏的客观标准。＊客观过程图像增强和图像复原的对比引言图像增强不考虑图像是如何退化的，而是试图采用各种技术来增强图像的视觉效果。因此，图像增强可以不顾增强后的图像是否失真，只要看得舒服就行。图像增强和图像复原的差别而图像复原就完全不同，需知道图像退化的机制和过程等先验知识，据此找出一种相应的逆处理方法，从而得到复原的图像。引言如果图像已退化，应先作复原处理，再作增强处理。二者（图像复原与增强）的目的都是为了改善图像的质量。引

5、言退化函数H5.1图像退化/复原过程的模型复原滤波f(x,y)g(x,y)n(x,y)噪声退化复原f(x,y)——原始图像H(x,y)——退化函数n(x,y)——外加噪声g(x,y)——退化图像退化的图像是由成像系统的退化加上额外的噪声形成的所以说:关于退化函数和外加噪声的信息知道得越多就越容易使得恢复的图像逼近原图像。5.1图像退化/复原过程的模型一幅连续的图像以用下式表示事实上，一幅图像可以看成由无穷多极小的像素所组成，每一个像素都可以看作为一个点源成像，因此，一幅图像也可以看成由无穷多点源形成的。对一线性空不变系统而言，当不考虑系统噪声污染时，输入信号经

6、退化函数作用后的函数：5.1图像退化/复原过程的模型简记为上式表明当无污染时，线性位移不变系统的输出等于系统的输入和系统脉冲响应（点扩散函数）的卷积。5.1图像退化/复原过程的模型有噪声情况下的图像复原必须知道噪声的统计特性以及噪声和图像信号的相关情况，这是非常复杂的。在实际应用中，往往假设噪声是白噪声，即它的频谱密度为常数，且与图像不相关。不同的复原技术需要不同的有关噪声的先验信息，如下面将要讨论的维纳滤波器需要知道噪声的谱密度，而约束去卷积法只需要知道噪声的协方差.5.1图像退化/复原过程的模型如果系统H是一个线性、位置不变的系统，且噪声对成像图像有污染，

7、那么在空间域中给出的退化图像可由下式给出：退化模型的数学描述其中，h(x,y)是退化函数的空间描述，*表示空间卷积。由于空间域的卷积等同于频域上的乘积，因此，模型在频域上描述为：5.1图像退化/复原过程的模型5.2噪声模型噪声:妨碍人们感觉器官对所接收的信源信息理解的因素。不可预测，只能用概率统计方法认识的随机误差。图像的噪声分类：按产生的原因分类：外部噪声和内部噪声按统计特征分类：平衡噪声和非平衡噪声平衡噪声按直方图形状划分高斯噪声瑞利噪声伽马噪声指数分布噪声均匀分布噪声脉冲噪声（椒盐噪声）5.2噪声模型一些重要噪声的概率密度函数(PDF)(1)高斯噪声（G

8、aussianNoise）高斯噪声的概