数字图像处理05图像复原PPT课件

среда, 29 июля 2020 г.
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5.1图像退化/复原模型
如果系统H是一个线性、位置不变性的过程，那么在空间域中给出的退化图像
可由下式给出：
g ( x ,y ) h ( x ,y ) * f( x ,y ) ( x ,y )
(5.1.1)
其 中 h (x ,y )是 退 化 函 数 的 空 间 描 述 ,* 表 示 空 间 卷 积 . 等 价 的 频 域 描 述 为 :
变形图像的复原
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几何变换
灰度插值
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正向、反向
最近邻插值、双线性插值
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5.1 图像退化/复原过程的模型
什么是退化？
图像在形成、记录、处理和传输过程中,由于成像系统、 记录设备、传输介质和处理方法得不完善，导致图像质 量下降，称为图像退化.
引起图像退化的原因
处 理 一 幅 输 入 图 像 f(x ,y ) 产 生 一 幅 退 化 图 像 g (x ,y )
给 定 g ( x ,y ) 和 关 于 退 化 函 数 H 的 一 些 知 识 以 及 外 加 噪 声 项 ( x ,y ) ,
图 像 复 原 的 目 的 时 获 得 关 于 原 始 图 像 的 近 似 估 计 f ˆ ( x ,y )
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常见退化图像
由于运动产生的模糊
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5.1 图像退化/复原过程的模型
图像复原
图像复原是试图利用退化过程的先验知识使已退化的图像恢复本来 面目,即根据退化的原因,分析引起退化的环境因素,建立相应的数学 模型,并沿着使图像降质的逆过程恢复图像.目的在于消除或减轻在图 像获取以及传输过程中造成的图像品质下降,恢复图像的本来面目.因 此,复原技术就是把退化模型化,并采用相反的过程进行处理,以便复 原出原图像.
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5.1图像退化/复原过程的模型
退化系统
复原系统
H (u, v)
降质过程可看作对原图像f (x,y)作线性运算。
g (x ,y ) H f(x ,y ) (x ,y )
降质后 降质模型 噪声
f (x,y)
H
(x, y)
g(x, y)
退 化 过 程 可 以 被 模 型 化 为 一 个 退 化 函 数 和 一 个 加 性 噪 声 项 ,
＊客观过程
＊主观过程
主要目 提高图像的可懂度 的
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。
提高图像的逼真度
空间滤波复原； 频域削减周期噪声；
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5.1图像退化/复原过程的模型
图像复原技术的分类：
在给定退化模型条件下，分为无约束和有约束两大类 根据是否需要外界干预，分为自动和交互两大类 根据处理所在得域，分为频域和空域两大类
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第05章 图像复原
gzg2012@dlut.edu.cn
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总结来说，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
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5.1 图像退化/复原过程的模型
图像复原
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
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5.1图像退化/复原过程的模型
图像复原与图像增强的区别？
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，一般要利用人的的视觉
系统特性，目的是取得较好的视觉效果，不需要考虑图 像退化的真实物理过程，增强后的图像也不一定要逼近 原始图像; 而图像复原主要是一个客观过程,需要针对图像的退化原 因设法进行补偿，因此需要对图像的退化过程有一定的 先验知识，利用图像退化的逆过程去恢复原始图像，使 复原后的图像尽可能的接近原图像。
G ( u ,v ) H ( u ,v ) F ( u ,v ) N ( u ,v )
(5.1.2)
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5.2有噪声情况下的图像复原
数字图像的噪声主要来源于图像的获取(数字化过程)和传输 过程：
噪声的空间和频率特性:
频率特性指噪声在傅立叶域的频率内容. 空间特性: 除周期噪声以外,假设噪声独立于空间坐标,并且它与图像
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5.1图像退化/复原过程的模型
图像增强
图像复原
＊ 不考虑图像降质的原因，只将
技术特 图像中感兴趣的特征有选择地突
出（增强），而衰减其不需要的
点 特征。
＊ 改善后的图像不一定要去逼近 原图像。
＊ 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。
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本章内容
图像退化复原过程的模型 周期噪声
图
噪声模型，噪声生成
随机噪声
像
随机噪声的空间滤波复原
退
Fra Baidu bibliotek
只存在噪声时的图
化
像复原
周期噪声的频率域滤波复原(理想，巴特沃
复
斯、高斯)
原
线性、位置不变的退
估计退化函数的方法(观
化模型
察法，试验法、模型法)
噪声和退化函数并存 的图像复原
逆滤波，最小均方误差滤波（维纳滤波） 约束最小二乘方滤波器，几何均值滤波
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
图像退化的一种现象—图像模糊
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常见退化图像
由于镜头聚焦不好引起的模糊
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常见退化图像
由于镜头畸变引起图像的几何失真