数字图像处理(冈萨雷斯)-5

《数字图像处理(冈萨雷斯)-5》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、第五章图像复原与重建5.1图像退化/复原过程的模型5.2噪声模型5.3空间域滤波复原（唯一退化是噪声）5.4频率域滤波复原（削减周期噪声）本章要求：5.1图像退化/复原过程的模型什么是退化？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图像退化的一种现象—图像模糊常见退化图像由于镜头聚焦不好引起的模糊常见退化图像由于镜头畸变引起图像的几何失真常见退化图像由于运动产生的模糊5.1图像退化/复原过程的模型什么是图像复原？图像复原可以看作图像退化的逆过程，是将图

2、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5.1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

3、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。对比度拉伸被认为是一种图像增强，提供给用户喜欢接收的图像；而图像复原技术追求恢复原始图像的最优估计值图像复原技术可以使用空间域或频率域滤波器实现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

4、。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。重点介绍噪声引起的退化的复原方法空间滤波复原；频域削减周期噪声；5.1图像退化/复原过程的模型图像退化/复原过程的模型降质过程可看作对原图像f(x,y)作线性运算。降质后降质模型噪声Hf(x,y)5.1图像退化/复原过程的模型图像退化/复原过程的模型给定gx,y，H(u,v)和x,y,怎样获得关于原始图像的近似估计fx,y？如果系统H是一个线性、移不变的过程，退化图像可以表示为hx,y表示退化系统的系统函数gx,yhx,y★fx,yx,y空间域上的卷积等同于频

5、率域上的乘积Gu,vHu,vFu,vNu,v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.5.2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；噪声的来源噪声的空域特

6、性本章涉及的噪声均假设是：①独立于空间坐标；②与图像本身无关；（独立、不相关）噪声的频域特性白噪声：傅里叶谱是常量；图像样本用以描述各种噪声pdf特性的测试图一些重要的噪声模型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）①高斯噪声灰度值高斯噪声的概率密度函数(PDF)当z服从上式分布时，其值有70%落在，有95%落在范围内。高斯噪声的产生源于电子电路噪声和由低照明度或高温带来的传感器噪声。②瑞利噪声瑞利噪声的PDF由下式给出距离原点的位移是a函数曲线向右变形③伽马（爱尔兰）噪声伽马（爱尔兰）噪声的PDF伽马噪声应用在激光成像中

7、④指数分布噪声指数分布噪声的PDF指数分布是当b=1时爱尔兰分布的特殊情况;指数分布噪声在激光成像中有些应用。⑤均匀分布噪声均匀分布噪声的PDF由下式给出均匀分布噪声在实践中描述较少，但均匀密度分布作为模拟随机数产生器的基础非常有用。⑥脉冲噪声（椒盐噪声）脉冲噪声（椒盐噪声）的PDF如果pa或pb为零，则脉冲噪声称为单极脉冲如果pa或pb均不为零，则脉冲噪声称为双极脉冲噪声或椒盐噪声,在图像上表现为孤立的亮点或暗点脉冲噪声可以为正，也可为负标定以后，脉冲噪声总是数字化为最大值（纯黑或纯白）（因为噪声强度一般比图像信号大）通常，负脉冲以黑点（胡椒点）出现，正脉冲

8、以白点（盐点）出现脉冲噪声表现在成像中