数字图像处理图像复原.ppt

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1、第五章图像复原简介•概述•图像退化/复原过程的模型•噪声模型•空间域滤波复原（唯一退化是噪声）•频率域滤波复原（削减周期噪声）•逆滤波•维纳滤波什么是退化？成像过程中的”退化”，是指由于成像系统各种因素的影响，使得图像质量降低。2.引起图像退化的原因√成像系统的散焦√成像设备与物体的相对运动√成像器材的固有缺陷√外部干扰等5.1概述3.图像复原概述√与图像增强相似，图像复原的目的也是改善图像质量。√图像增强主要是一个主观过程，而图像复原主要是一个客观过程。√图像增强被认为是一种对比度拉伸等，提供给用户喜欢接收的图像；而图像复

2、原技术追求恢复原始图像的最优估值。√图像复原技术可以使用空间域或频率域滤波器实现。5.1概述5.1概述√图像复原可以看作图像退化的逆过程，是将图像退化的过程加以估计，建立退化的数学模型后，补偿退化过程造成的失真√在图像退化确知的情况下，图像退化的逆过程是有可能进行的√但实际情况经常是退化过程并不知晓，这种复原称为盲目复原√由于图像模糊的同时，噪声和干扰也会同时存在，这也为复原带来了困难和不确定性5.2图像退化/复原过程的模型√f(x,y)表示一幅输入图像√g(x,y)是f(x,y)产生的一幅退化图像√H表示退化函数√η(x,

3、y)表示外加噪声√给定g(x,y)，关于退化函数H的一些知识和外加噪声项η(x,y),怎样获得关于原始图像的近似估计？5.2图像退化/复原过程的模型5.3噪声模型•数字图像的噪声主要来源于图像的获取和传输过程√图像获取的数字化过程，如图像传感器的质量和环境条件。√图像传输过程中传输信道的噪声干扰，如通过无线网络传输的图像会受到光或其它大气因素的干扰。5.3噪声模型•一些重要的噪声√高斯噪声√瑞利噪声√伽马（爱尔兰）噪声√指数分布噪声√均匀分布噪声√脉冲噪声（椒盐噪声）5.3.1一些重要噪声的概率密度函数(PDF)某些重要的概

4、率密度函数高斯瑞利伽马均匀脉冲指数5.3.1一些重要噪声的概率密度函数(PDF)1.高斯噪声5.3.1一些重要噪声的概率密度函数(PDF)2.瑞利噪声5.3.1一些重要噪声的概率密度函数(PDF)3.伽马（爱尔兰）噪声5.3.1一些重要噪声的概率密度函数(PDF)4.指数分布噪声5.3.1一些重要噪声的概率密度函数(PDF)5.均匀分布噪声5.3.1一些重要噪声的概率密度函数(PDF)6.脉冲噪声（椒盐噪声）5.3.1一些重要噪声的概率密度函数(PDF)5.3.3周期噪声√周期噪声是在图像获取中从电力或机电干扰中产生√周期噪

5、声可以通过频率域滤波显著减少5.4空间域滤波复原（唯一退化是噪声）5.4空间域滤波复原（唯一退化是噪声）•图像复原的空间滤波器√均值滤波器算术均值滤波器、几何均值滤波器、谐波均值滤波器√顺序统计滤波器中值滤波器、最大值滤波器、最小值滤波器、中点滤波器、修正后的阿尔法均值滤波器√自适应滤波器自适应局部噪声消除滤波器、自适应中值滤波器5.4.1均值滤波器1.算术均值滤波器5.4.1均值滤波器2.几何均值滤波器5.4.1均值滤波器3.谐波均值滤波器5.4.1均值滤波器•总结√算术均值滤波器和几何均值滤波器适合于处理高斯或均匀等随机

6、噪声√谐波均值滤波器适合于处理亮脉冲噪声5.4.2顺序统计滤波器1.中值滤波器5.4.2顺序统计滤波器2.最大值滤波器5.4.2顺序统计滤波器3.最小值滤波器5.4.2顺序统计滤波器4.中点滤波器5.4.2顺序统计滤波器5.修正后的阿尔法均值滤波器mn-1，5.4.3自适应滤波器自适应滤波器1.自适应、局部噪声消除滤波器5.4.3自适应滤波器5.4.3自适应滤波器5.4.3自适应滤波器5.4.3自适应滤波器2.自适应中值滤波器定义下列符号：5.4.3自适应滤波器算法：5.4.3自适应滤波器5.4.3自适应滤波器5.5频率域

7、滤波复原（削减周期噪声）图像复原的频率域滤波器√带阻滤波器√带通滤波器√陷波滤波器5.5.1带阻滤波器带阻滤波器：阻止一定频率范围内的信号通过而允许其它频率范围内的信号通过。√理想带阻滤波器√巴特沃思带阻滤波器√高斯带阻滤波器5.5.1带阻滤波器1.理想带阻滤波器5.5.1带阻滤波器2.n阶的巴特沃思带阻滤波器3.高斯带阻滤波器5.5.2带通滤波器带通滤波器：允许一定频率范围内的信号通过而阻止其它频率范围内的信号通过5.5.3陷波滤波器陷波滤波器√阻止或通过事先定义的中心频率邻域内的频率√由于傅立叶变换是对称的，陷波

8、滤波器必须以关于原点对称的形式出现√如果陷波滤波器位于原点处，则以它本身形式出现5.5.3陷波滤波器5.5.3陷波滤波器1.理想陷波带阻滤波器5.5.3陷波滤波器2.巴特沃思陷波带阻滤波器3.高斯陷波带阻滤波器5.5.3陷波滤波器4.陷波带通滤波器：通过包含在陷波区的频率5.6逆滤波由于(