圖像處理技術實現(xiàn)與分析-物理論文

恢復技術可有多種分類方法。在給定模型的條件下，圖像恢復技術可分為無約束和有約束的兩大類。根據(jù)是否需要外來干預，圖像恢復技術又可分為自動和交互的兩大類。另外根據(jù)處理所在域，圖像恢復技術還可分為頻域和空域兩大類。許多圖像恢復技術借助頻域處理的概念，但越來越多的空域處理技術得到應用。
如果從廣域的角度上來看圖像恢復，它還包括對在圖像采集過程中產生的幾何失真（畸變）進行校正以及根據(jù)對物體的多個投影重建圖像的技術。前一種情況里將圖像的幾何失真看作是一種退化，對其較正則看作是一種恢復過程。后一種情況里將圖像的投影看作是一種退化過程，而將重建圖像看作是一種恢復手段。
一、圖像的退化模型
下面我們先介紹一個簡單的圖像退化模型。下圖是一個簡單的通用圖像退化模型。
假設n(x,y)=0，我們來考慮H可以有以下4個性質：
（1）線性：如果令k1和k2為常數(shù)，f1(x,y)和f2(x,y)為2幅輸入圖像，則：
H[k1f1(x,y)+k2f2(x,y)]=k1H[f1(x,y)]+k2H[f2(x,y)]式2
（2）相加性：式2中如果k1=k2=1，則變成：
H[f1(x,y)+f2(x,y)]=H[f1(x,y)]+H[f2(x,y)]式3
上式指出線性系統(tǒng)對2個輸入圖像之和的響應等于它對2個輸入圖像響應的和。
（3）一致性：式2中如果f2(x,y)=0，則變成：
H[k1f1(x,y)]=k1H[f1(x,y)]式4
上式指出線性系統(tǒng)對常數(shù)與任意輸入乘積的響應等于常數(shù)與該輸入的響應的乘積。
（4）位置（空間）不變性：如果對任意f(x,y)以及a和b，有：
H[f(x-a,y-b)]=g(x-a,y-b)式5
上式指出線性系統(tǒng)在圖像任意位置的響應只與在該位置的輸入值有關而與位置本身無關。
常見的具體退化模型有：1.非線性退化。攝影膠片的沖洗過程可用這種模型表示。攝影膠片的光敏特性是根據(jù)膠片上留下的銀密度為曝光量的對數(shù)函數(shù)來表示的，光敏特性除中段基本線性外，兩端都是曲線。2.模糊造成的退化。對許多實用的光學成像系統(tǒng)來說，由于孔徑衍射產生的退化可用這種模型表示。3.目標運動造成的模糊退化。4.隨機噪聲的迭加造成的退化。
二、圖像恢復方法
前面我們已經提到，對于退化的圖像我們有多種恢復方法。在給定模型的條件下，有無約束恢復和有約束恢復兩種。其中，無約束恢復有：逆濾波、消除勻速直線運動模糊兩種；有約束恢復有：維納濾波、有約束最小平方恢復兩種。按是否需要外來干預分為自動式和交互式恢復兩種。在具體恢復工作中常需要人機結合，由人來控制恢復過程以達到一些特殊效果。
下面我們以無約束恢復中的逆濾波為例說明圖像的恢復方法。逆濾波器一般情況下我們可以把它看成是一個函數(shù)M(u,v)。我們也常稱之為恢復轉移函數(shù)，這樣圖像的退化和恢復模型可用下圖表示：
式中w的選取原則是將H(u,v)為零的點除去。這種方法的缺點是恢復結果的振鈴效應較明顯。
對于圖像退化的恢復方法還有許多，除上述方法外，從視覺效果看，對圖像的局部增強、彩色增強、圖像的灰度變換、直方圖處理等等的圖像增強技術也可以得到對具體應用來說視覺效果更“好”，更“有用”。