matlab运动模糊图像复原 实验报告

数字图象处理实验报告

2011 年 5 月 5 日

目 录

1、绪 论..............................................................................................................................................3

2、图像退化与复原...........................................................................................................................4

2.1 图像降质的数学模型...........................................................................................................4

2.2 匀速直线运动模糊的退化模型...........................................................................................5

2.3 点扩散函数的确定...............................................................................................................7

3.3 有约束最小二乘复原原理.................................................................................................12

4、运动模糊图像复原的实现.........................................................................................................13

4.1 运动模糊图像复原的 MATLAB 实现..............................................................................14

4.2 复原结果比较.....................................................................................................................17

实验小结...........................................................................................................................................18

参考文献...........................................................................................................................................18

前 言

在图象成像的过程中，图象系统中存在着许多退化源。一些退化因素

只影响一幅图象中某些个别点的灰度；而另外一些退化因素则可以使一幅图

象中的一个空间区域变得模糊起来。前者称为点退化，后者称为空间退化。

我们称之为运动模糊图象。运动模糊图象在日常生活中普遍存在，给人们的

实际生活带来了很多不便。作为一个实用的图象复原系统，就得提供多种复

原算法，使用户可以根据情况来选择最适当的算法以得到最好的复原效果。

图象复原关键是要知道图象退化的过程，即要知道图象退化模型，并据此采

取相反的过程以求得原始(清晰)象。由于图象中往往伴随着噪声，噪声的存

在不仅使图象质量下降，而且也会影响了图象的复原效果。从上面论述可以

知道，运动造成图象的退化是非常普遍的现象，所以对于退化后的图象进行

复原处理非常具有现实意义。图象复原的目的就是根据图象退化的先验知识，

找到一种相应的反过程方法来处理图象，从而尽量得到原来图象的质量，以

满足人类视觉系统的要求，以便观赏、识别或者其他应用的需要。

一个空间区域变得模糊起来。前者称为点退化，后者称为空间退化。此外还有

数字化、显示器、时间、彩色，以及化学作用引起的退化。总之，使图象发生

退化的原因很多，但这些退化现象都可用卷积来描述，图象的复原过程就可以

看成是一个反卷积的问题。反卷积属于数学物理问题中的一类“反问题”，反问

题的一个共同的重要属性是其病态，即其方程的解不是连续地依赖于观测数据，

换句话说，观测数据的微小变动就可能导致解的很大变动。因此，由于采集图

象受噪声的影响，最后对于图象的复原结果可能偏离真实图象非常远。由于以

上的这些特性，图象复原的过程无论是理论分析或是数值计算都有特定的困难。

但由于图象复原技术在许多领域的广泛应用，因而己经成为迅速兴起的研究热

点。

须采取一定的方法尽可能地减少或消除图像质量的下降，恢复图像的本来面目，

这就是图像复原， 也称为图像恢复。

着明显的不同。图像复原是试图利用退化过程的先验知识使已退化的图像恢复

本来面目，即根据退化的原因， 分析引起退化的环境因素，建立相应的数学模

型， 并沿着使图 像降质的逆过程恢复图像。从图像质量评价的角度来看， 图

像 复原就是提高图像的可理解性。而图像增强的目的是提高视感 质量，图像增

强的过程基本上是一个探索的过程， 它利用人的心理状态和视觉系统去控制图

像质量， 直到人们的视觉系统满意为止。

数学模型往往多种多样，而恢复的质量标准也往往存在差异性，因此图像复原

是一个复杂的数学过程，图像复原的方法、技术也各不相同。

2.1 图像降质的数学模型

化系统后输出的是一幅退化的图像。为了讨论方便， 把噪声引起的退化即噪声