北京航空航天大学：《数字图像处理》课程教学资源（课件讲稿）第八章 运动模糊图像复原技术及其应用（主讲：赵丹培）

运动模糊图像复原技术 及其应用 赵丹培 宇航学院图像处理中心C座405 E-mail:zhaodanpei@buaa.edu.cn ■■■■ 2016年12月

运动模糊图像复原技术 及其应用 赵丹培 宇航学院图像处理中心C座405 E-mail: zhaodanpei@buaa.edu.cn 2016年12月

目录 8.1图像复原技术概述 8.2运动模糊图像复原的基本原理 8.3典型的运动模糊图像复原方法 8.4几种恢复方法的性能比较 8.5图像复原质量评价 8.6图像复原技术的应用 数字图像处要 ■■■■ ■■■题 2/117

目 录 8.1 图像复原技术概述 8.2 运动模糊图像复原的基本原理 8.3 典型的运动模糊图像复原方法 2/117 8.4 几种恢复方法的性能比较 8.5 图像复原质量评价 8.6 图像复原技术的应用

8.1图像复原技术概述 辈什么是图像复原技术？ 图像复原技术也常被称为图像恢复技术，是当今图像处 理研究领域的重要分支。 图像复原技术能够去除或减轻在获取数字图像过程中发 生的图像质量下降（退化）问题，从而使图像尽可能地接近 于真实场景。 辈什么是图像退化？ 图像在形成、记录、传输等过程中，由于受到光学成像 系统的相差、成像衍射、成像非线性、系统噪声等多种因素 影响，造成图像可能出现畸变、模糊、失真或混入噪喜，国使处要 图像质量下降，称为图像“退化”。 ■■■■ 3/117

什么是图像复原技术？ 图像复原技术也常被称为图像恢复技术，是当今图像处 理研究领域的重要分支。 图像复原技术能够去除或减轻在获取数字图像过程中发 生的图像质量下降（退化）问题，从而使图像尽可能地接近 8.1 图像复原技术概述 3/117 于真实场景。 什么是图像退化？ 图像在形成、记录、传输等过程中，由于受到光学成像 系统的相差、成像衍射、成像非线性、系统噪声等多种因素 影响，造成图像可能出现畸变、模糊、失真或混入噪声，使 图像质量下降，称为图像“退化

引起图像退化的原因： 造成图像退化的原因有很多，典型原因表现为： ·成像系统的相差、畸变、带宽有限等造成的图像失真； ·由于成像器件拍摄姿态和扫描非线性引起的图像几何失真； ·运动模糊，成像传感器与被拍摄景物之间存在相对运动，引起 所成图像的运动模糊； ·灰度失真，光学系统或成像传感器本身特性不均匀，造成同样 亮度景物成像灰度不同； 辐射失真，由于场景能量传输通道中的介质特性如大气湍流效 应，大气成分变化引起图像失真； ·图像在成像、数字化、采集和处理过程中引入的噪声 字图像处要 ■■■圆题 4/117

引起图像退化的原因： 造成图像退化的原因有很多，典型原因表现为： • 成像系统的相差、畸变、带宽有限等造成的图像失真； • 由于成像器件拍摄姿态和扫描非线性引起的图像几何失真； • 运动模糊，成像传感器与被拍摄景物之间存在相对运动，引起 所成图像的运动模糊； 4/117 • 灰度失真，光学系统或成像传感器本身特性不均匀，造成同样 亮度景物成像灰度不同； • 辐射失真，由于场景能量传输通道中的介质特性如大气湍流效 应，大气成分变化引起图像失真； • 图像在成像、数字化、采集和处理过程中引入的噪声

集图像复原与图像增强的关系： 图像复原与图像增强存在密切的联系，它们都是为了改 善图像的视觉效果，得到某种意义上的改进图像，也就是希 望改进输入图像的视觉质量，便于后续处理。 图像增强技术：更偏向主观判断，即要突出所关心的信息， 满足人的视觉系统，具有好的视觉结果。 图像复原技术：根据图像畸变或退化的原因，进行模型化处 理，将质量退化的图像重建或恢复到原始图像，即恢复退化 图像的本来面目，忠实于原图像。因此必须根据一定的图像 退化模型来进行图像复原。 数字图像处要 ■■■■■ 5/117

图像复原与图像增强的关系： 图像复原与图像增强存在密切的联系，它们都是为了改 善图像的视觉效果，得到某种意义上的改进图像，也就是希 望改进输入图像的视觉质量，便于后续处理。 图像增强技术：更偏向主观判断，即要突出所关心的信息， 5/117 满足人的视觉系统，具有好的视觉结果。 图像复原技术：根据图像畸变或退化的原因，进行模型化处 理，将质量退化的图像重建或恢复到原始图像，即恢复退化 图像的本来面目，忠实于原图像。因此必须根据一定的图像 退化模型来进行图像复原

图像复原的效果 运动模糊 运动模糊 运动模耀 运动模糊 运动模圈 运动模糊 运动模樱 运动模糊 数字图像处要 ■■■■ ￥经城数 溪动撞幽 ■■■■题 6/117

图 像 复 原 的 效 果 6/117 图 像 复 原 的 效 果

图像增强的效果 图像处理 ■■■ INHUANET NHUANET ■■■■■ 7/117

图像增强的效果 7/117 图像增强的效果

辈图像复原与图像修复的关系： 图像修复技术：是指对受到损坏的图像进行修复重建或者 去除图像中的多余物体。图像修复者需要采取最恰当的方 法恢复图像的原始状态，同时保证图像达到最理想的艺术 效果，称为“Inpainting”(修复)或“Retouching”。 图像修复的目标：是恢复一个被模糊或者噪声破坏的图像， 但是它不改变图像的尺寸。 图像修复在文物保护、影视特技制作、虚拟现实、多余物 体剔除（如视频图像中删除部分人物、文字、小标题等） 等方面有着重大的应用价值。常用的方法有偏微分方程的 方法、高斯卷积核滤波方法、纹理合成的方法。 数字图像处碧 ■■■题 8/117

图像复原与图像修复的关系： 图像修复技术：是指对受到损坏的图像进行修复重建或者 去除图像中的多余物体。图像修复者需要采取最恰当的方 法恢复图像的原始状态，同时保证图像达到最理想的艺术 效果，称为“Inpainting”(修复)或“Retouching”。 8/117 图像修复的目标：是恢复一个被模糊或者噪声破坏的图像， 但是它不改变图像的尺寸。 图像修复在文物保护、影视特技制作、虚拟现实、多余物 体剔除（如视频图像中删除部分人物、文字、小标题等） 等方面有着重大的应用价值。常用的方法有偏微分方程的 方法、高斯卷积核滤波方法、纹理合成的方法

图像修复的效果 修复前 修复后 2006.8.14 字图像处理 ■■■■ ■■■■ 9/117

图像修复的效果 9/117 图像修复的效果

图像修复的效果 Bai念百图 华1圆唯 数字图像处要 ■■■昌图 10/117

图像修复的效果 10/117 图像修复的效果