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1、1/30第4 4章 图像恢复 技术 第1页/共46页2/30第4 4章 图像恢复 技术 第2页/共46页3/30第4 4章 图像恢复 技术 第3页/共46页4/304.1 图像退化及模型w图像恢复：图像处理中的一大类技术认为图像质量是在某种情况/条件下退化或恶化了需要根据相应的退化模型和知识重建或恢复原始的图像 w图像退化：由场景得到的图像没能完全地反映场景的真实内容，产生了失真等问题w模糊：在图像采集过程中产生的退化w噪声：在图像记录过程中产生的退化第4页/共46页5/304.1 图像退化及模型第5页/共46页6/304.1 图像退化及模型w图像退化模型图像退化过程被模型化为一个作用在输入图
2、像 f(x,y)上的系统H。它与一个加性随机噪声 n(x,y)的联合作用导致产生退化图像g(x,y)根据这个模型恢复图像就是要在给定g(x,y)和代表退化的H的基础上得到对 f(x,y)的某个近似的过程。这里假设已知n(x,y)的统计特性 第6页/共46页7/304.1 图像退化及模型第7页/共46页8/304.1 图像退化及模型第8页/共46页9/304.1 图像退化及模型第9页/共46页10/304.1 图像退化及模型w图像退化模型性质(1)线性：(2)相加性：(3)一致性：(4)位置（空间）不变性：第10页/共46页11/304.1 图像退化及模型第11页/共46页12/304.1 图像
3、退化及模型第12页/共46页13/304.1 图像退化及模型P92第13页/共46页14/304.2 噪声及其描述 最常见的图像退化因素之一 w噪声示例：(1)热噪声(2)闪烁噪声(3)发射噪声(4)有色噪声 第14页/共46页15/304.2 噪声及其描述 w噪声概率密度函数噪声本身的灰度可看作随机变量，其分布可用概率密度函数（PDF）来刻画(1)高斯噪声(2)均匀噪声(3)脉冲（椒盐）噪声第15页/共46页16/304.2 噪声及其描述 第16页/共46页17/304.2 噪声及其描述 第17页/共46页18/304.2 噪声及其描述 第18页/共46页19/304.3 空域噪声滤波器w均
4、值滤波器(1)算术均值滤波器(2)几何均值滤波器第19页/共46页20/304.3 空域噪声滤波器w均值滤波器(3)谐波均值滤波器(4)逆谐波均值滤波器第20页/共46页21/304.3 空域噪声滤波器w均值滤波器(5)非线性均值滤波器如果权是常数，非线性均值滤波器就简化为同态滤波器 第21页/共46页22/304.3 空域噪声滤波器第22页/共46页23/304.3 空域噪声滤波器w排序统计滤波器(1)中值滤波器(2)最大值和最小值滤波器第23页/共46页24/30椒盐噪声示例椒盐噪声示例4.3 空域噪声滤波器第24页/共46页25/30高斯噪声示例高斯噪声示例4.3 空域噪声滤波器第25页
5、/共46页26/30中值滤波器的效果（椒盐噪声）中值滤波器的效果（椒盐噪声）4.3 空域噪声滤波器第26页/共46页27/30中值滤波器的效果（高斯噪声）中值滤波器的效果（高斯噪声）4.3 空域噪声滤波器第27页/共46页28/30中值滤波与均值滤波效果比较（椒盐噪声）中值滤波与均值滤波效果比较（椒盐噪声）中值滤波与均值滤波效果比较（椒盐噪声）中值滤波与均值滤波效果比较（椒盐噪声）中值滤波中值滤波均值滤波均值滤波4.3 空域噪声滤波器第28页/共46页29/30中值滤波与均值滤波效果比较（高斯噪声）中值滤波与均值滤波效果比较（高斯噪声）中值滤波与均值滤波效果比较（高斯噪声）中值滤波与均值滤波效
6、果比较（高斯噪声）中值滤波中值滤波均值滤波均值滤波4.3 空域噪声滤波器第29页/共46页30/304.3 空域噪声滤波器w自适应滤波器(1)自适应局部噪声滤波器(2)自适应中值滤波器滤除脉冲噪声，平滑非脉冲噪声，减少对目标边界过度细化或粗化而产生的失真 第30页/共46页31/304.4 组合滤波器w混合滤波器 将快速的滤波器（特别是线性滤波器）和排序统计滤波器混合使用 w线性中值混合滤波第31页/共46页32/304.4 组合滤波器w线性中值混合滤波第32页/共46页33/304.4 组合滤波器w选择性滤波器 当图像同时受到不同噪声影响时，可以采用选择滤波的方式，在受到不同噪声影响的位置选
7、择不同的滤波器进行滤除，以发挥不同滤波器的各自特点，取得好的综合效果 在消除各种混合比例的混合噪声时使用选择性滤波器的效果比单独使用任何一个滤波器的效果都要好 第33页/共46页34/304.4 组合滤波器第34页/共46页35/304.5 频域周期噪声滤波器w带阻滤波器w高斯带阻滤波器第35页/共46页36/304.5 频域周期噪声滤波器w带通滤波器低通滤波器和高通滤波器都可看作带通滤波器的特例 第36页/共46页37/304.5 频域周期噪声滤波器w带通滤波器例4.5.2 低通滤波器和高通滤波器都可看作带通滤波器的特例第37页/共46页38/304.5 频域周期噪声滤波器第38页/共46页
8、39/304.5 频域周期噪声滤波器w陷波滤波器第39页/共46页40/304.6 逆滤波w无约束恢复仅将图像看作一个数字矩阵，从数学角度进行处理而不考虑恢复后图像应受到的物理约束 第40页/共46页41/304.6 逆滤波w逆滤波模型 恢复只能在与原点较近的范围内进行第41页/共46页42/304.6 逆滤波第42页/共46页43/304.7 维纳滤波w有约束恢复考虑恢复后的图像应该受到一定的物理约束 有约束恢复考虑选取的一个线性操作符 Q（变换矩阵），使得|Q f|2 最小 第43页/共46页44/304.7 维纳滤波w维纳滤波器一种最小均方误差滤波器(1)如果s=1，大方括号中的项就是维纳滤波器(2)如果s是变量，就称为参数维纳滤波器(3)当没有噪声时，Sn(u,v)=0，维纳滤波器退化成理想逆滤波器第44页/共46页45/30本章要点4.1节 一种基本的图像退化模型及其退化系统的性质4.2节 一些典型的噪声和对它们的表示描述4.3节 一些常用的空域噪声滤波器4.4节 将不同的空域噪声滤波器结合的示例4.5节 在频域中滤除图像里周期噪声的方法4.6节 简单直接的无约束图像恢复方法逆滤波4.7节 一种基本的有约束图像恢复方法维纳滤波第45页/共46页46/30感谢您的观看！第46页/共46页