数字图像消除运动模糊

图像复原
一、设计名称:图像复原:消除匀速运动模糊
二、设计目的:
  1. 提高分析问题和解决问题的能力,进一步巩固数字图像处理系统中的基本原理与方法。
2.学习用MATLAB图像复原的方法;
3.恢复一幅由于运动造成的模糊图像,学习退化函数估计。
长春信息港三、设计原理:
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的不完善,从而导致图像质量下降,这种现象就成为图像退化。例如,光学系统中的衍射、光电转换器件的非线性、光学系统中的像差、大气湍流的扰动效应、曝光噪声干扰、图像运动造成的模糊性以及几何畸变等等。
图像复原就是对退化的图像进行处理,尽可能恢复原图像的本来面目。图像复原与图像增强的目的都是在某种意义上对图像进行改进,即改善输入图像的质量,但二者使用的方法和评价标准不同。图像增强技术一般要利用人的视觉系统的特性,目的是取得较好的视觉效果,并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。而图像复原则认为图像是在某种情况下退化了,即图像品质下降了,现在需要针对图像的退化原因设法进行补偿,这就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,是复原后的图像尽可能接近原始图像。图像复原技术就是要将图像退化的过程模型化,并且采用相反的过程来恢复出原始图像。
图像复原技术有多种分类方法。图像复原的关键在于建立图像退化模型。这个退化模型应该能够反映图像退化的原因。通常将退化原因作为线性系统退化的一个因素来对待,从而建立系统退化模型来近似描述图像函数的退化。如下图所示,这是一种简单的通用退化模型,它将图像的退化过程模型化为一个退化系统(或退化算子)摇摇变H。由图可见一幅纯净的图像f(x,y)由于通过一个系统H以及引 进外来加性噪声nxy)而退化为一幅图像碳税和碳关税的区别g(x,y)
                    n(x,y)
f(x,y) ─→      ─→⊕─→g(x,y) 
H
输入输出关系式为:g(x,y)=H[f(x,y)]+n(x,y)
图像复原的主要目的是在给定退化图像g(x,y)以及退化函数H和噪声的某种了解或假设时,估计出原始图像f(x,y)。现在的问题是退化函数H一般是不知道的。因此必须在进行图像复原前对退化函数进行估计。估计退化函数的方法一般有三种:(1)图像观察估计法;(2)试验估计法;(3)模型估计法。
几种有效的图像复原方法
1)逆滤波滤波复原
逆变换复原后得到的图像
为使效果更好将上式进行改进令逆滤波器的转移函数为M卸骨术(u,v)
式中D0是逆滤波器的空间截止频率,一般选择绝路狂飙D0位于H(u,v)通带内某一适当位置使复原图像的信噪比较大。
2)维纳滤波复原
                      f 的相关矩阵
                       
                      n 的相关矩阵
用块循环矩阵表示
AB中的元素对应RfRn中的相关元素的傅里叶变换,这些相关元素的傅里叶变换称为图像和噪声的功率谱。
                     
设计工业
维纳滤波器的传递函数
比较两种复原方法,维纳斯滤波复原效果较好。
四、设计内容:
先产生一幅运动模糊图像,假设运动速度未知(即运动位移与角度未知),消除匀速运动模糊。
五、设计方案:
对于一幅已知运动位移与角度的模糊图像,对其进行傅里叶变换,测量两条暗纹间距M,用M去除运动位移可得一比值系数k。对一幅未知运动位移与角度的模糊图像,经傅里叶变换后,测得暗纹间距N,用比值系数可计算得到图像的运动位移。通过计算图中角度可得图
像的运动角度。产生模糊图像时可用PSF预先定义空间滤波函数,图像复原时用逆滤波的方法消除运动模糊。可用ginput函数测得两条暗纹间距离。
六、 设计程序:
1.已知运动位移与角度,LEN=30THETA=45(运动位移为30个像素,运动角度为45°)
>> C=imread('cameraman.tif');

本文发布于:2024-09-24 21:23:11,感谢您对本站的认可!

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