图像退化

2021-03-09 14:46:36 浏览:765

定义

图像退化指图像在传输记录的过程中质量下降,夹杂噪声等现象。

图像在形成、记录、处理和传输过程中,由于成像系统、记录设备、传输介质和处理方法的不完善,导致图像质量的下降,这种现象叫做图像退化。

简单来说,图像的退化是由于某种原因,图像从理想图像转变为实际我们看到的有瑕疵图像的过程。而图像复原,就是通过某种方法,将退化后的图像进行改善,尽量使复原后的图像接近理想图像的过程。那么,整个退化和复原的过程可以用如下图表示:

这里,我们将理想图像用f(x,y)表示,将退化后的实际图像用g(x,y)表示,退化过程可以分为退化函数h(x,y)以及加载在图像上的噪声表示,复原后的图像可以用表示。

因此,整个图像退化的数学模型即为:

频率域表示为:

其中,* 是卷积的符号,大写字母G(u,v)表示g(x,y)傅里叶变换后的函数,其他大写函数含义相同。因此,图像的退化过程可以理解为,经过了一次未知的退化函数卷积,并夹杂着噪声 的过程。

对于退化函数的估计可以有两种方式:图像观察估计和试验估计。

根据图像退化函数H算子的位置不变性,可以选择图像中一个具有很强信号内容的区域(高对比度区域),然后忽略该区域中噪声的影响。最后对该区域的图像进行单独、精致地图像处理,使得该区域图像尽可能地恢复到理想图像的样子(甚至可以用手动方式处理)。这就是图像观察估计,但是,其实这种方式非常繁琐,效果也不一定好,需要反复试错来调整效果,因此不是非常好的办法。

试验估计的前提是可以获得与拍摄退化图像相同的设备,然后利用该设备进行实验,通过对实验图像进行处理得到退化函数。最简单的实验设计是,利用一个冲激亮点照在纯色背景上,然后用设备进行拍照从而得到图像。 

参考文献

[1] Gorinevsky, D, Seung-Jean Kim, Beard, S,等. Optimal Estimation of Deterioration From Diagnostic Image Sequence[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 57(3):1030-1043

参阅:噪声模型、乘性噪声、反问题、同态滤波

作          者: 泮桥成像光电商城

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