图像退化与复原

实景图像的复原处理一、设计意义和目的意义：图像复原是数字图像处理中的一个重要课题。

它的主要目的是改善给定的图像质量并尽可能恢复原图像。

图像在形成、传输和记录过程中，受多种因素的影响，图像的质量都会有不同程度的下降，典型的表现有图像模糊、失真、有噪声等，这一质量下降的过程称为图像的退化。

图像复原的目的就是尽可能恢复被退化图像的本来面目。

在成像系统中，弓I起图像退化的原因很多。

例如，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以及外部干扰等。

成像目标物体的运动，在摄像后所形成的运动模糊。

当人们拍摄照片时，由于手持照相机的抖动，结果像片上的景物是一个模糊的图像。

由于成像系统的光散射而导致图像的模糊。

又如传感器特性的非线性，光学系统的像差，以致在成像后与原来景物发生了不一致的现象，称为畸变。

再加上多种环境因素，在成像后造成噪声干扰。

人类的视觉系统对于噪声的敏感程度要高于听觉系统，在声音传播中的噪声虽然降低了质量，但时常是感觉不到的。

但景物图像的噪声即使很小都很容易被敏锐的视觉系统所感知。

图像复原的过程就是为了还原图像的本来面目，即由退化了的图像恢复到能够真实反映景物的图像。

目的：图像复原的目的也是改善图像的质量。

图像复原可以看作图像退化的逆过程，是将图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，以便获得未经干扰退化的原始图像或图像的最优估计值，从而改善图像质量。

图像复原是建立在退化的数学模型基础上的，且图像复原是寻求在一定优化准则下的原始图像的最优估计，因此，不同的优化准则会获得不同的图像复原，图像复原结果的好坏通常是按照一个规定的客观准则来评价的，因此，建立图像恢复的反向过程的数学模型和确定导致图像退化的点扩散函数，就是图像复原的主要任务。

二、设计原理1 •图像的退化数字图像在获取过程中，由于光学系统的像差、光学成像衍射、成像系统的非线性畸变、成像过程的相对运动、环境随机噪声等原因，图像会产生一定程度的退化。

第六章图象恢复基本内容图像恢复的基本概念退化模型图像复原的代数方法图像几何畸变校正图像的几何变换图象恢复要点：•退化模型–向量空间表示–退化参数确定•点扩展函数•噪声(方差,性质) •恢复方法–滤波法–代数法图像恢复的基本概念图象增强：旨在改善图象质量。

图象恢复：目的在于消除或减轻在图象获取及传输过程中造成的图象品质下降。

以保真原则为前提，找出图象降质的原因，描述其物理过程，提出数学模型。

恢复的过程是沿着质量降质的逆过程来重现原始图象。

退化：包括由成像系统光学特性造成的歧变以及噪声和相对运动造成的模糊。

上海交大学生作品上海交大学生作品j i图象恢复图象退化的原因：（1）摄影时照相机镜头的移动；（2）放大镜凸透变形等。

图象退化模型：图象模糊可以笼统的归纳为成象系统没有理想的冲击响应。

图象恢复•退化模型–向量空间表示–退化参数确定•点扩展函数•噪声(方差,性质)•恢复方法–滤波法–代数法–非线性法(也可解决线性问题)–约束点扩展函数解卷法退化模型向量空间表示为便于计算机实现，需将退化模型离散化。

(1)先讨论一维卷积对f(x)及h(x)均匀采样,样本数分别为A 及B,即f(x) x=0,1,---,A-1h(x) x=0,1,---,B-1离散循环卷积是针对周期函数定义的，退化参数的确定退化参数：h(x,y),n(x,y)图象恢复：对原始图象作出尽可能好的估计。

已知退化图象，要作这种估计，须知道退化参数的有关知识。

点扩展函数的确定（一）运用先验知识:大气湍流光学系统散焦照相机与景物相对运动根据导致模糊的物理过程（先验知识）来确定h(x,y)或H(u,v)。

点扩展函数的确定（二）运用后验判断的方法从退化图象本身来估计h ( x , y )。

（1）若有把握断定原始景物某部位有一个清晰的点，于是那个点再退回图象的模糊图象就是h ( x , y )。

（2）原景物含有明显的直线，从这些线条的退化图象得出h ( x , y )。

什么叫图像复原？与图像增强有什么区别？
图像复原
常用图像变换算法：
（1）逆滤波；
（2）维纳滤波（Wiener Filter）；
（3）盲卷积
22、什么叫图像复原？与图像增强有什么区别？
图像在形成、传输和记录中，由于成像系统、传输介质和设备的不完善，导致图像质量下降，这一现象称为图像退化。

图像复原和图像增强是有区别的，虽然二者的目的都是为了改善图像的质量，但图像增强不考虑图像是如何退化的，只通过试探各种技术来来增强图像的视觉效果。

因此，图像增强可以不顾增强后的图像是否失真，只要看着舒服就行。

而图像复原则完全不同，需知道图像退化的机制和过程等先验知识，据此找出一种相应的逆过程解算方法，从而得到复原的图像。

如果图像已退化，应先做复原处理，再做增强处理。

23、说出几种图像退化：
图像模糊、失真、有噪声等
24、什么是维纳滤波器？
是一种以最小平方为最优准则的线性滤波器，在一定的约束条件下，其输出与给定函数的差的平方达到最小，通过数学运算最终可变为可变为一个拖布列兹方程的求解问题，是利用平稳随机过程的相关特性和频谱特性混有噪声的信号进行滤波。

25、说出几种常用的图像复原方法？
代数恢复方法：无约束复原；约束最小二乘法
频域恢复方法：逆滤波恢复法；去除由均匀运动引起的模糊；维纳滤波复原法
图像压缩编码
常用图像变换算法：。

图像复原——逆滤波复原与维纳滤波复原⽅法及⽐较图像复原——逆滤波复原与维纳滤波复原⽅法及⽐较鲁东⼤学信息与电⽓⼯程学院学年第-----1----学期逆滤波复原与维纳滤波复原⽅法及⽐较《》课程论⽂课程号:摘要任课教师成绩图像复原，即利⽤退化过程的先验知识，去恢复已被退化图像的本来⾯⽬。

对遥论⽂题⽬:逆滤波复原与维纳滤波复原⽅法及⽐较感图像资料进⾏⼤⽓影响的校正、⼏何校正以及对由于设备原因造成的扫描线漏失、根据课程介绍的相关内容，从图像复原、分割、修复等⽅⾯，对⽬错位等的改正，将降质图像重建成接近于或完全⽆退化的原始理想图像的过程。

图像在形成，记录，处理和传输的过程中，因为成像系统，记录设备，传输介质和处理⽅前采⽤的前沿的⽅法理论及技术进⾏总结分析，题⽬⾃拟。

法的不完备导致图像质量的下降，也就是常说的图像退化。

图像复原是对发⽣退化的论⽂要求:(对论⽂题⽬、内容、⾏⽂、字数等作出判分规定。

) 图像进⾏补偿，某种意义上对图像进⾏改进，改善输⼊图像的质量。

我的这篇论⽂主要求论⽂结构合理，逻辑性强，重复率不能超过40%，内容具有⼀要介绍逆滤波图像复原，维纳滤波图像复原等⽅法，以及对他们之间进⾏⽐较。

学号_________________姓名__________________ 本专关键词:图像复原、逆滤波复原、维纳滤波复原定的前沿性。

对于全⽂抄袭、逻辑混乱等情况均判0分。

题⽬字体⿊体，⼩⼆。

正⽂，宋体，⼩四，段落间距1.2倍⾏距。

⼀(图像复原的意义字数不少于3000字。

论⽂结尾应附⾄少5篇相关参考⽂献。

复原是图像处理的⼀个重要内容，它的主要⽬的是改善给定的图像质量并尽可能教师评语: 恢复原图像。

图像在形成、传输和记录过程中，受各种因素的影响，图像的质量都会有所下降，典型表现有图像模糊、失真、有噪声等。

这⼀质量下降的过程称为图像的退化。

图像复原的⽬的就是尽可能恢复退化图像本来⾯⽬。

⼆(维纳滤波的介绍密封线学⽣须将⽂字写在此线以下图像复原是图像处理中的⼀个重要问题。

运动模糊图复原随着科技的不断发展和人们对更高质量图像要求的提高，图像的锐度成为了一个越来越受重视的话题。

在运动摄影中，由于物体或者相机的运动造成的摄影图像中的运动模糊已经成为了一种非常普遍的现象。

针对这样一种问题，可以采用一些方法对图像进行复原，使图像中的物体轮廓和细节更加清晰。

一、运动模糊的产生原因当相机或拍摄的物体相对运动而引起摄像机的曝光时，图像中出现的模糊是由物体在成像平面上引起的运动产生的。

由于快门时间过长或拍摄的物体运动速度过快，已经超出了相机的快门速度，所以摄像机的曝光时间变长。

这样，光线将在物体和成像平面之间传播，导致摄像机的图像出现模糊。

此外，相机自身的震动和非线性运动也会导致模糊出现。

这种情况下，对图像的复原工作难度更大。

二、运动模糊图像复原方法为了针对运动模糊的图像进行复原，目前已经有了很多方法。

这里我们简单介绍一下最常用的方法。

1、退化模型为了表示运动模糊引起的图像退化，在研究运动模糊图像复原方法时，首先需要定义相应的模型来描述图像的退化过程。

传统的运动模糊退化模型通常使用卷积模型或脉冲响应模型来表示。

其中，卷积模型使用卷积操作来描述图像的退化过程，而脉冲响应模型则使用相应的点扩散函数来描述退化过程。

频域方法是一种通过对运动模糊图像的频率分析来进行复原的方法。

其基本思想是将退化图像转换到频域，然后用一定的滤波方法对其进行处理，最后再将处理后的图像转换回空间域。

常用的频域方法有卷积定理、Wiener滤波器和Lucy-Richardson迭代法。

卷积定理是一种将原始图像和点扩散函数的频率响应同时转换到频率域进行卷积后再转换回空间域的方法。

通过在频率域内快速实现卷积操作，可以大大减少计算时间和复杂度。

然而，卷积定理的实现还需要进行一定的截断处理，同时对点扩散函数的正确估计也是卷积定理的一个关键问题。

Wiener滤波器可以根据退化模型和图像的噪声估计来设计频率滤波器。

其设计基于最小均方误差准则，可以有效地减少噪音对图像复原的影响，同时增强图像的高频细节。