厦大数字图像处理期末复习中

内容概括

5.图像复原

基本模型

        比较认真的讲了噪声的模型,前几个单元都只是说了滤波器

全逆滤波

维纳滤波


5.图像复原

图像退化/恢复过程的模型•噪声模型•仅存在噪声的恢复-空间滤波•通过频域滤波周期性降噪•线性位置不变退化•估计退化函数•逆滤波•最小均方误差(Wiener)滤波•约束最小二乘滤波

恢复技术主要是对退化过程进行建模,并应用逆过程恢复原始图像,试图利用退化现象的先验知识来重建或恢复已退化的图像

或者你可以理解为一方面是对传输过程中失真的照片的恢复,或者是对主观图像增强后的照片的复原

--基本退化模型

是什么让图像退化?噪声和退化函数

噪声的来源?图像采集的过程中和图像传输的过程中产生

---噪声模型

白噪声: 傅里叶变换后频谱是常数

空间周期噪声:有周期性的噪声,来自电气或机电干扰

其他常见噪声:

要能看出来是什么噪声

---只存在噪声的退化模型

当退化图像只是因为有噪声而和原图有了差别,那就可以想办法去掉噪声,滤波是首选,问题转化为图像去噪!

•平均滤波器-算术平均滤波器-几何平均滤波器(适合随机噪声)-谐波平均滤波器-反谐波平均滤波器(适合椒盐噪声)

•顺序统计滤波器-中值滤波器-最大值和最小滤波器

这个也是非线性的,比较好理解

中值可以比较好的去除椒盐噪声

最大值可以去掉黑点——即pepper噪声,最小值可以去掉白点即——salt噪声

•自适应滤波器-自适应局部(均值)滤波器-自适应中值滤波器

滤波器在滤波的过程中根据实际需要改变策略,滤波性能更好但是计算代价更高

        ·自适应局部滤波器

那么根据局部像素块的不同,就有三个结果:       

        01 噪声的方差为0,根本没有噪声,那么这个式子也就返回g(x,y)

        02 区域的方差和噪声的方差相同,说明区域的方差是由图像本身的细节造成的,那么做均值滤波就好了,也就是返回这个小区域的均值ML

        03 其他情况,说明区域的方差是由噪声引起的,则根据公式返回一个g(x,y)的近似值,(一般认为噪声的方差是比区域方差小的)

优势:去噪干净而且细节保留完好,因为细节处的区域方差会很大

        ·自适应中值滤波器——此处有实验哦!!

        自适应中值和中值滤波的区别:中值滤波并没有考虑当前像素是不是噪声,就直接换成了滤波器的中值(而且噪声密度很大的时候,你也不清楚中值是不是噪点),万一原来并非是噪声点,这样操作反而是画蛇添足,自适应就是加入了判断当前像素是否是噪声点的算法

        一些参数说明

--处理空间周期噪声

        空间周期性噪声傅里叶之后,是右图

       如果先去除该噪声,应该让这个圈上的分量被阻,其他部分分量通过

       即带通、带阻、陷波滤波器

带阻滤波器:那三个经典的滤波器的带阻滤波器

带通滤波器:用1-带阻滤波器就好啦

陷波滤波器

就是挖洞的滤波器,主要是用在不对称(不能形成圆形这种规则图形)的时候

--基本退化模型的图像复原

主要是要要得出H(u,v)  : 三个方法  观察、实验、数学建模

(1)观察法

因为局部的H和全局的H应该是一样的,这样就能知道全局的H

(2)实验法

通过使用相同的系统设置成像一个脉冲(由一个明亮的光点模拟)来获得退化的脉冲响应

(3)建模

根据大气湍流的物理特征

 根据平面运动(运动模糊恢复) 

---两个滤波(这里都是假设H已知了)

全逆滤波

但是问题在于,我们只是假想这个噪声是白噪声,但具体噪声的类型不清楚,所以低通滤波的截止频率需要一点点尝试,这个问题在维纳滤波可以解决!

维纳滤波

要用到噪声的统计特性

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