光电图像处理教学课件-Chapter08_P.pdfVIP

第八章 图像恢复 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 图像恢复的概念 我们知道，图像在形成、传输和记录过程中，不仅会混入噪声，成像系统、传输 介质和记录设备的不完善，也会引起图像质量的下降。这些统称为图像退化。将 一副已退化的图像恢复到正常状态的过程称为图像恢复。 图像恢复的根本任务是通过研究和分析图像的退化模型，以及图像信号和噪声的 统计模型，设计有效的恢复滤波器，从而将退化图像恢复到一个满意的水平。 图像恢复技术广泛的涉及信号处理、随机信号分析、矩阵理论等知识。 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 图像退化的原因 图像退化的主要原因有：透镜象差、离焦、非理想成像（衍射效应）、图像传 感器噪声、机械抖动等，例如： • 成像系统的像差、畸变、有限带宽等造成的图像失真； • 射线辐射、大气湍流等造成的照片畸变； • 图像传感器承载物的机械不稳定性； • 模拟图像在数字化过程中造成的图像质量下降； • 图像传感器与景物间的相对运动产生的运动模糊； • 镜头聚焦不准产生的散焦模糊； • 成像系统中始终存在的噪声干扰。 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 图像退化示例 正常图像 几何畸变 大气扰动 传感器振动 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 图像退化示例 正常图像 随机噪声 离焦 运动模糊 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 图像的统计表达 图像中混入的噪声通常呈现出极大的不确定性，即数学上表现为随机信号，而叠 加有随机噪声的图像也成为一个随机图像。另一个方面，对于一个图像处理系统 而言，当输入图像未知时，我们有时也将输入图像信号看作随机信号。 因此，在很多场合下，为了便于理论分析，我们需要将图像或图像噪声用统计方 法来表征。 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 图像的统计表达 随机过程与随机场 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 图像的统计表达 如果一副图像叠加有随机噪声，则图像中每个像素的取值都是一个随机变量，因 此整个图像构成一个随机场。 n (x,y ) 1 n (x,y ) 2 样 本 空 间 n (x,y ) 3 n (x,y ) N 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 图像的统计表达 根据统计理论，随机过程的统计特性可以用概率分布函数族来表达，即对每个参 量的取值，都有一个概率分布函数。但实际上随机过程中对应于各个