第06章图像复原ppt课件.ppt
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1、home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1第第6 6章章 图像复原图像复原(2)(2)image restoration 运动模糊复原运动模糊复原home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它
2、放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物5(a)模糊图像)模糊图像 (b)恢复后的图像)恢复后的图像 匀速运动引起的图像模糊匀速运动引起的图像模糊沿水平方向匀速运动造成的模糊图像的恢复处理沿水平方向匀速运动造成的模糊图像的恢复处理在获取图像过程中,由于景物和摄像机之间的相对运在获取图像过程中,由于景物和摄像机之间的相对运动,往往造成图像的模糊。其中由均匀直线运动所造动,往往造成图像的模糊。其中由均匀直线运
3、动所造成的模糊图像的恢复问题更具有一般性和普遍意义。成的模糊图像的恢复问题更具有一般性和普遍意义。因为变速的、非直线的运动在某些条件下可以看成是因为变速的、非直线的运动在某些条件下可以看成是均匀的、直线运动的合成结果。均匀的、直线运动的合成结果。home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物6由匀速运动引起的模糊由匀速运动引起的模糊 设图像设图像f(x,y)有一个平面运动,令有一个平面运动,令 x0(t) 和和 y0(t) 分别为分别为在在 x 和和 y 方向上运动的变化分量,方向上运动的变化分量
4、,t 表示运动的时间。表示运动的时间。 记录介质的总曝光量是在快门打开到关闭这段时间的记录介质的总曝光量是在快门打开到关闭这段时间的积分。则模糊后的图像为积分。则模糊后的图像为 dttyytxxfyxgT 000)(),(),(其中其中 g(x,y) 为模糊后的图像。上式就是由目标物或摄像为模糊后的图像。上式就是由目标物或摄像机相对运动造成图像模糊的模型。机相对运动造成图像模糊的模型。 home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物7 令令G(u,v)为模糊图像为模糊图像g(x,y)的傅立叶变换,
5、两边傅立叶变换得的傅立叶变换,两边傅立叶变换得: dxdyvyuxjdttyytxxfdxdyvyuxjyxgvuGT)(2exp)(),()(2exp),(),(000 由匀速运动引起的模糊由匀速运动引起的模糊改变积分次序,则有改变积分次序,则有 TdtdxdyvyuxjtyytxxfvuG000)(2exp)(),(),( 由傅立叶变换的位移性质,可得由傅立叶变换的位移性质,可得 T000T000(t)dtvy(t)j22expF(u,v)(t)dtvy(t)-j2j2F(u,v)expG(u,v)home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我
6、也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物8则可得则可得 TdttvytuxjvuH000)()(2exp),(G(u,v) = H(u,v)F(u,v) 令令 这是已知退化模型的傅立叶变换式。若这是已知退化模型的傅立叶变换式。若 x(t)、y(t)的性质的性质已知,传递函数可直接求出,因此,已知,传递函数可直接求出,因此,f(x,y)可以恢复出来。可以恢复出来。 由水平方向均匀直线运动造成的图像模糊的模型及由水平方向均匀直线运动造成的图像模糊的模型及其恢复用以下两式表示:其恢复用以下两式表示: xyTatxfyxgTt 10,),(Lyxxykaxgykaxgxymaxgymaxg
7、mAyxfmk ,0/),1(),(/),1(),(),(0由匀速运动引起的模糊由匀速运动引起的模糊home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物9 可产生一个反映匀速直线运动的二维滤波器可产生一个反映匀速直线运动的二维滤波器(以(以水平线为水平线为0角度基准,按逆时针旋转角度角度基准,按逆时针旋转角度Theta方方向移动向移动Len个像素)个像素)。用用MATLAB函数函数产生运动模糊图像PSF = fspecial (motion,Len,Theta)例:例:PSF=fspecial(moti
8、on,15,35)home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物10PSF PSF :is the point-spread functionis the point-spread functionNSR NSR :is the noise-to-signal power ratio of theis the noise-to-signal power ratio of the additive noise additive noiseNCORR NCORR :is the autocorrela
9、tion function of the noise is the autocorrelation function of the noise ICORR ICORR :is the autocorrelation function of theis the autocorrelation function of the original image original image用用MATLAB函数函数复原模糊图像J = deconvwnr(I,PSF,NSR)J = deconvwnr(I,PSF,NCORR,ICORR) Note that the output image J could
10、 exhibit ringing introduced by the discrete Fourier transform used in the algorithm. To reduce the ringing use I = edgetaper(I,PSF) prior to calling DECONVWNR.home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物11edgetaper(I,PSF)edgetaper(I,PSF)函数函数由于图像的边界对图像而言是不连续的由于图像的边界对图像而言是不
11、连续的, 因此复原操作常因此复原操作常常会产生常会产生“环环”。复原前可用。复原前可用edgetaper(I,PSF)函数进行函数进行预处理。预处理。The EDGETAPER function blurs the edges of orignal image I using the PSF, and reduces the ringing effect in image deblurring methods that use the discrete Fourier transform, such as DECONWNR, DECONVREG, and DECONVLUCY.home我吓了一
12、跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物12I = imread(cameraman.tif);PSF = fspecial(gaussian,120,20); edgesTapered = edgetaper(I,PSF);figure, imshow(I,)figure, imshow(edgesTapered,)home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物13clear all; close all;
13、clcI=imread(football.jpg );figure(1); imshow(I);%设置运动位移为设置运动位移为28个像素个像素LEN=28;%设置运动角度为设置运动角度为15度度THETA=15;%建立二维仿真线性运动滤波器建立二维仿真线性运动滤波器PSFPSF=fspecial(motion,LEN,THETA);%用用PSF产生退化图像产生退化图像MF=imfilter(I,PSF,circular,conv);figure(2); imshow(MF);%用用Wiener滤波消除运动模糊的图像滤波消除运动模糊的图像wnr=deconvwnr(MF,PSF);figure,
14、imshow(wnr);例:用例:用MATLAB程序实现由于程序实现由于 运动图像模糊运动图像模糊和和去除运动模糊去除运动模糊。home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物14clear all; close all I = im2double(imread(cameraman.tif);imshow(I);title(Original Image (courtesy of MIT); % Simulate a motion blur.LEN = 21;THETA = 11;PSF = fspe
15、cial(motion, LEN, THETA);blurred = imfilter(I, PSF, conv, circular); % Simulate additive noise.noise_mean = 0;noise_var = 0.0001;blurred_noisy = imnoise(blurred, gaussian, noise_mean, noise_var);figure, imshow(blurred_noisy),title(Simulate Blur and Noise) % Try restoration assuming no noise.estimate
16、d_nsr = 0;wnr2 = deconvwnr(blurred_noisy, PSF, estimated_nsr);figure, imshow(wnr2)title(Restoration of Blurred, Noisy Image Using NSR = 0) %Try restoration using a better estimate of the noise-to-signal-power ratio.estimated_nsr = noise_var / var(I(:);wnr3 = deconvwnr(blurred_noisy, PSF, estimated_n
17、sr);figure, imshow(wnr3)title(Restoration of Blurred, Noisy Image Using Estimated NSR);home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物15Original Image (courtesy of MIT)Simulate Blur and NoiseRestoration of Blurred, Noisy Image Using NSR = 0Restoration of Blurred, Noisy Image
18、 Using Estimated NSRhome我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物16clear all; close all; clcI=imread(football.jpg);figure, subplot(1,3,1);imshow(I); title(football); LEN=15; THETA=45;PSF1=fspecial(motion,LEN,THETA);%motion blurBlurred1=imfilter(I,PSF1,circular,conv);wnr1=d
19、econvwnr(Blurred1,PSF1); % motion subplot(1,3,2); imshow(wnr1); title(Motion Restored,True PSF); V=0.02;PSF2=fspecial(gaussian,15,0.2);%Gaussian lowpassBlurred2=imfilter(I,PSF2,conv);BlurredNoisy2=imnoise(Blurred2,gaussian,0,V);wnr2=deconvwnr(BlurredNoisy2,PSF2); % noisesubplot(1,3,3); imshow(wnr2);
20、 title(Noise Restored,True PSF)例:例:运动模糊复原运动模糊复原与与噪声模糊复原噪声模糊复原比较。比较。home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物17clear; close all; clcI=imread(football.jpg);figure, imshow(I); xlabel(原图像原图像)% 给指定图象添加高斯噪声。给指定图象添加高斯噪声。V=0.002;Noise=imnoise(I,gaussian,0,V);figure, imshow(Noi
21、se); xlabel(高斯噪声图像高斯噪声图像)% 给指定图象添加运动模糊和高斯噪声。给指定图象添加运动模糊和高斯噪声。len = 28; theta = 11;PSF=fspecial(motion,len,theta);Motion_Blur = imfilter(I,PSF,circular,conv);Motion_Blur_Noise=imnoise(Motion_Blur,gaussian,0,V);figure, imshow(Motion_Blur_Noise);xlabel(运动模糊噪声图像运动模糊噪声图像)NP=V*prod(size(I);Edged=edgetaper
22、(Motion_Blur_Noise,PSF);reg1,Lagra=deconvreg(Edged,PSF,NP);edgetaper(I,PSF)函数举例函数举例home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物18clear all; close all; clcI=imread(football.jpg);I = imcrop(I); % I=I(10+1:256,222+1:256,:);len = 28;theta = 14;PSF=fspecial(motion,len,theta);
23、%真实真实PSFMotion_Blur = imfilter(I,PSF,circular,conv);figuresubplot 221; imshow(Motion_Blur); xlabel(运动模糊图像运动模糊图像)de_Motion_Blur1=deconvwnr(Motion_Blur,PSF);subplot 222; imshow(de_Motion_Blur1); xlabel(真实真实PSF Winner复原复原)PSF2=fspecial(motion,2*len,theta); %长长PSFde_Motion_Blur2=deconvwnr(Motion_Blur,PS
24、F2);subplot 223; imshow(de_Motion_Blur2); xlabel(长长PSF Winner复原复原)PSF3=fspecial(motion,len,2*theta); %陡陡PSFde_Motion_Blur3=deconvwnr(Motion_Blur,PSF3);subplot 224; imshow(de_Motion_Blur3); xlabel(陡陡PSF Winner复原复原)例例:比较比较真实真实PSF函数函数和和估计估计PSF函数函数恢复运动模糊图像。恢复运动模糊图像。home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的
25、世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物19运 动 模 糊 图 像真 实 PSF Winner复 原长 PSF Winner复 原陡 PSF Winner复 原home我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物20%接上例:接上例:运动模糊复原运动模糊复原与与噪声模糊复原噪声模糊复原比较比较。NP=(V*prod(size(I).2; %噪声功率噪声功率NPOW=sum(NP(:)/prod(size(I); %噪声自相关函数噪声自相关函数(ACF)NCORR=fftshi
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