課程設(shè)計(jì)-運(yùn)動(dòng)模糊圖像的復(fù)原算法實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用-文庫吧資料
2024-11-09 13:51本頁面
【正文】 來計(jì)算原始圖象的傅里葉變換估計(jì) ),(? vuG ，由式 31 可以得到逆濾波退化公式： ),( ),(),(),(? vuH vuNvuFvuG ?? （ 31） 這個(gè)公式說明逆濾波對(duì)于沒有被噪聲污染的圖象很有效，這里不考慮在 u， v 空間的某些位置上當(dāng) H(u,v)接近 0 時(shí)可能遇到的計(jì)算問題，幸運(yùn)的是忽略這些點(diǎn)在恢復(fù)結(jié)果中并不會(huì)產(chǎn)生可感覺到的影響。從此以后，逆濾波就成了模糊圖象復(fù)原的一種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。 Nathan 采用的是限定逆濾波傳遞函數(shù)最大值的方法。 Nathan 用二維去卷積方法來處理由漫游者、探索者等外星探索發(fā)射得到的圖象。 []為取整符號(hào) 。 1,1,0 ??? ???????? nxxnmy ?? (37) 1,1,0 ??? ???????? nyymny ?? (38) n： y 方向的模糊點(diǎn)數(shù)； m： x 方向的模糊點(diǎn)數(shù)。可以看到由于離散化的原因 PSF 并非是直線。例如通過計(jì)算得到一幅模糊圖片的模糊方向是 x=6,y=4，連續(xù)的 PSF 為 見圖 (a)。以下的討論主要針對(duì)運(yùn)動(dòng)模糊 PSF 進(jìn)行。冪 5/6 有時(shí)用 1 代替。 大氣擾動(dòng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)：大氣的擾動(dòng)造成的圖象模糊在遙感和天文中是需要復(fù)原的。假設(shè) V 是沿 x 軸方向的衡常速度，時(shí)間 T 內(nèi)PSF 的傅里葉變換 H(u,v)由下式給出： 11 Vuvt u?? )sin (v)H (u , ? （ 34) 離焦模糊的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)：由于焦距不當(dāng)導(dǎo)致的圖象模糊可以用如下函數(shù)表示： arJ vu ),(1v)H(u, ? (25) 其中 J1 是一階 Bessel 函數(shù)， vu 222r ?? ， a 是位移。 幾個(gè)典型的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) 運(yùn)動(dòng)模糊的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)：假設(shè)圖象是通過一個(gè)具有機(jī)械快門的攝像機(jī)獲得的。明確的知道退化函數(shù)是很有用的，有關(guān)它的知識(shí)越精確，則復(fù)原結(jié)果就越好。目前解決運(yùn)動(dòng)模糊的主要手段 是通過了解圖象的退化過程建立運(yùn)動(dòng)圖象的復(fù)原模 型。多不菲。 a(s)fV H31max??? （ 33） 式中： a： CCD 像元尺寸。 CCD 攝像機(jī)每場(chǎng)積分 時(shí)間內(nèi)的像移量與場(chǎng)積分時(shí)間成正比關(guān)系。 像移量的存在將使圖象模糊，為得到清晰圖象，必須要對(duì)像移進(jìn)行控制。 在 CCD 攝像機(jī)每場(chǎng)積分時(shí)間內(nèi)像移量 為 。 運(yùn)動(dòng)模糊的基本原理 當(dāng) 飛機(jī) 以速度 V 在空 中飛行 時(shí)， 地面景物 相對(duì) 目標(biāo) 向后移動(dòng)到A? 。有些算法雖然計(jì)算速度較快，但恢復(fù)效果不盡人意（如空間域逆向恢復(fù)）。 運(yùn)動(dòng)模糊圖象的恢復(fù)是圖象復(fù)原的主要分支之一，它的恢復(fù)算法有很多種。圖象的退化可能有多種原因：光學(xué)透鏡的殘次、光電傳感器的非線性、膠片材料的顆粒度、物體與攝像機(jī)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、不當(dāng)?shù)慕咕?、遙感或天文中大氣的擾動(dòng)、照片的掃描等等。 離散圖像的退化模型 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)處理的是離散的圖像，因此需對(duì)連續(xù)模型離散化 ， 我們對(duì)此式：),(),()( ),(),(*),(),(∫ ∫∞+∞∞∞+yxnddy βx αhα ,βfyxnyxhyxfyxg+=+=βα 9 第三章 運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原的方法與理論 為了抑制退化而利用有關(guān)退化性質(zhì)知識(shí)的預(yù)處理方法為圖象復(fù)原。圖像復(fù)原 實(shí)際上就是通過退化數(shù)學(xué)模型在空間域已知 g(x,y)逆向求 f(x,y), 得到其估計(jì)近似值),(^ yxf ， 或在頻率域已知 G(u,v)求 F(u,v),得到其估計(jì)近似值 ),(^ vuF ,上述兩種表述是等價(jià)的。在光學(xué)中，沖激為一光點(diǎn)，所以一般稱 h(xα ,yβ )為點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（ PSF）。 由退化模型中的 H[f(x,y)]=g(x,y)是線性位移不變系統(tǒng)和線性系統(tǒng)理論可知，系統(tǒng) H[F(x,y)]=g(x,y)的性能完全可由其單位沖激 h(x,y)來表征，即： )],[δ),( yxHyxh = 由此，可得到： ),(*),()],δ(*),([)],([),( yxhyxfyxyxfHyxfHyxg === = ]dd),δ()(∫ ∫[ ∞+ ∞∞+ βαβyxα ,βfH α∞ = βαβα ddβyαxHf )],δ([∫ ∫ ),(∞∞ ∞∞+ + = βα ddβyαxhα ,βf ),(∫ ∫ )(∞∞ ∞∞+ + 對(duì)于空間不變系統(tǒng)（或者稱為位移不變系統(tǒng)）之后的響應(yīng)，取決于在該點(diǎn)的輸入值，而與該點(diǎn) 的空間位置無關(guān)。因此，可以通過點(diǎn)源函數(shù)的卷積來表示。 對(duì)于任意輸入圖像 f(x,y)以及坐標(biāo)值 α 和 β， 如果存在： 7 )g()],([ βyαxβyαxfH ，= 則系統(tǒng) ),()],([ yxgyxfH = 為位移不變系統(tǒng)。如果： )],([+)],([=)],(+),([ 2 2112211 yxfHkyxfHkyxfkyxfkH 則系統(tǒng) H 是一個(gè)線性系統(tǒng)。 對(duì)于 頻域上的圖像退化模型如圖所示，由于空間域上的卷積等同于頻域上的
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