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第7章 图像恢复 (Image Restoration) 第7章 图像恢复 一、图像恢复: Image Restoration 也称图像复原，图像处理中的一大类技术 二、图像恢复vs. 图像增强 相同之处： 改进输入图像的视觉质量 不同之处： 图像增强借助人的视觉系统特性，以取得较好的视觉结果（ 不考虑退化原因） 图像恢复根据相应的退化模型和知识重建或恢复原始的图像 （考虑退化原因） 第7章 图像恢复 第2页 第7章 图像恢复 三、图像恢复方法分类 1. 技术：无约束和有约束 2. 策略：自动和交互 3. 处理所在域：频域和空域 4. 从广义的角度上来看： 几何失真（退化 ）校正（恢复） 投影（退化 ）重建（恢复） 第7章 图像恢复 第3页 第7章 图像恢复 7.1 退化及噪声 7.2 退化模型 7.3 无约束恢复 7.4 有约束恢复 7.5 几何变换 第7章 图像恢复 第4页 7.1 退化及噪声 7.1.1 图像退化示例 7.1.2 噪声及来源 7.1.3 噪声概率密度函数 第7章 图像恢复 第5页 7.1.1 图像退化示例 一、图像退化 图像退化指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 二、原因 – 透镜像差/色差：光学系统本身 – 聚焦不准（失焦，限制了图像锐度） – 模糊（限制频谱宽度）：图像采集过程中产生 – 噪声（是一个统计过程） – 抖动（机械、电子） 第7章 图像恢复 第6页 7.1.1 图像退化示例 三、实例 ：四种类型的退化 (a)规则图案变形，胶片冲洗时易发生 (b)边缘模糊， 光学系统中的孔径衍生产生退化 (c)运动模糊，或在拍摄过程中相机发生振动 (d)随机噪声的叠加 第7章 图像恢复 第7页 7.1.2 噪声及来源 一、噪声(Noise) 1. 最常见的退化因素之一 2. 图像中不希望有的部分，图像中不需要的部分 3. 如： （1）无线电中的静电干扰，道路上的喧闹声 （2 ）电视上的雪花 4. 对信号来说，噪声是一种外部干扰。但噪声本身也是一种 信号（携带了噪声源的信息） 第7章 图像恢复 第8页 7.1.2 噪声及来源 二、常见噪声 1. 热噪声：与物体的绝对温度有关。也称： 白噪声 （频率覆盖整个频谱） 高斯噪声（幅度符合高斯分布） 2. 闪烁噪声：电流运动产生。 具有反比于频率（1/f ）的频谱 也称粉色噪声（在对数频率间隔内有相同的能量） 3. 发射噪声：高斯分布（电子运动的随机性）