使用盲反褶积算法去模糊图像
这个例子展示了如何使用盲反褶积去模糊图像。盲反褶积算法可以在不知道失真(模糊和噪声)的情况下有效地使用。该算法同时恢复图像和点扩散函数(PSF)。每次迭代均采用加速阻尼Richardson-Lucy算法。附加的光学系统(如相机)特性可以用作输入参数,以提高图像恢复的质量。PSF约束可以由用户指定的函数指定。
第一步:读取图像
将灰度图像读入工作区。的deconvblind
函数可以处理任何维数的数组。
I = imread(“cameraman.tif”);图;imshow(我)、标题(的“原始图像”);文本(大小(我,2),大小(我,1)+ 15,...图片由麻省理工学院提供,...“字形大小”7“HorizontalAlignment”,“正确”);
第二步:模拟模糊
模拟现实生活中可能会模糊的图像(例如,由于相机运动或缺乏对焦)。该示例通过将高斯滤波器与真实图像进行卷积来模拟模糊imfilter
).高斯滤波器表示一个点扩散函数,PSF
.
PSF = fspecial(“高斯”7、10);模糊= imfilter(I,PSF,“对称”,“conv”);imshow(模糊)标题(“模糊图像”)
步骤3:使用不同大小的psf恢复模糊图像
为了说明了解真实PSF大小的重要性,本示例执行三次恢复。每次PSF重建都从一个均匀数组(1的数组)开始。
第一次修复,描述为j - 1
而且P1
,使用较小的数组,UNDERPSF
,以获得PSF的初步猜测。UNDERPSF数组的大小在每个维度上都比真正的PSF短4个像素。
UNDERPSF = ones(size(PSF)-4);[J1,P1] = deconvblind(模糊,UNDERPSF);imshow (j - 1)标题(“用尺寸过小的PSF去模糊”)
第二次修复,由J2
而且P2
,使用1的数组,OVERPSF
,对于每个维度上比真实PSF长4个像素的初始PSF。
OVERPSF = padarray(UNDERPSF,[4 4],“复制”,“两个”);[J2,P2] = deconvblind(blur,OVERPSF);imshow (J2)标题(“超大PSF去模糊”)
第三次修复,由J3
而且P3
,使用1的数组,INITPSF
,对于与真实PSF大小完全相同的初始PSF。
INITPSF = padarray(UNDERPSF,[2 2],“复制”,“两个”);[J3,P3] = deconvblind(Blurred,INITPSF);: imshow (J3)标题(“用INITPSF去模糊”)
步骤4:分析恢复的PSF
所有三种修复也产生一个PSF。下面的图片显示了对重建的PSF的分析如何有助于猜测初始PSF的正确大小。在真正的PSF(高斯滤波器)中,最大值位于中心(白色),并在边界(黑色)减小。
图;次要情节(2 2 1)imshow (PSF, [],“InitialMagnification”,“适合”)标题(“真正的PSF”(P1,[],“InitialMagnification”,“适合”)标题(“重建的小尺寸PSF”) subplot(2,2,3) imshow(P2,[],“InitialMagnification”,“适合”)标题(“重建的超大PSF”) subplot(2,2,4) imshow(P3,[],“InitialMagnification”,“适合”)标题(“重建真PSF”)
在第一次修复中重建的PSF,P1
,显然不符合约束尺寸。它在边界处有很强的信号变化。对应的图像,j - 1
,与模糊图像相比,清晰度没有任何提高,模糊
.
在第二次修复中重建的PSF,P2
它的边缘非常光滑。这意味着恢复可以处理较小大小的PSF。对应的图像,J2
,显示出一些去模糊,但它是强烈损坏的振铃。
最后,在第三次修复中重建了PSF,P3
,介于P1
而且P2
.的数组,P3
,很像真正的PSF。对应的图像,J3
,有明显改善;然而,它仍然被铃声损坏。
步骤5:改善恢复
复原图像中的铃声,J3
,沿强烈对比度区域和沿图像边界出现。这个例子展示了如何通过指定一个加权函数来减少振铃效应。算法对每个像素进行加权重量
数组,同时恢复图像和PSF。在我们的示例中,我们首先使用edge函数查找“锐利”像素。通过反复试验,我们确定一个理想的阈值水平为0.08
.
权重=边缘(模糊,“索贝尔”、。08);
为了扩大面积,我们使用imdilate
然后传入一个构造元素,se
.
Se = strel(“磁盘”2);WEIGHT = 1-double(imdilate(WEIGHT,se));
靠近边界的像素也被赋值0
.
WEIGHT([1:3 end-(0:2)],:) = 0;WEIGHT(:,[1:3 end-(0:2)]) = 0;图imshow(WEIGHT)标题(“权重数组”)
通过调用恢复映像deconvblind
与重量
数组和增加的迭代次数(30.
).几乎所有的振铃都被抑制了。
[J,P] = deconvblind(blur,INITPSF,30,[],WEIGHT);imshow (J)标题(“解模糊图像”)
步骤6:在PSF恢复上使用附加约束
该示例展示了如何在PSF上指定附加约束。这个函数,有趣的
,下面返回一个修改后的PSF数组deconvblind
用于下一次迭代。
在这个例子中,有趣的
通过裁剪来修改PSFP1
而且P2
每个维度的像素数,然后用0填充数组回其原始大小。该操作不会改变PSF中心的值,但有效地减少了PSF的大小2 * P1
而且2 * P2
像素。
P1 = 2;P2 = 2;有趣= @ (PSF) padarray (PSF (P1 + 1: end-P1, P2 + 1: end-P2), [P1 P2]);
匿名函数,有趣的
,则传递到deconvblind
最后的参见本节参数化功能,在MATLAB数学文档中,获取有关为函数提供额外参数的信息有趣的
.
在这个例子中,初始PSF的大小,OVERPSF
,比真实PSF大4个像素。设置P1 = 2
而且P2 = 2
作为参数有趣的
有效地使宝贵的空间OVERPSF
与真正的PSF尺寸相同。因此,结果,摩根富林明
而且PF
,与适当大小的PSF反褶积的结果相似有趣的
电话,J
而且P
,从步骤4。
[JF,PF] = deconvblind(blur,OVERPSF,30,[],WEIGHT,FUN);imshow(摩根富林明)标题(“解模糊图像”)
如果我们使用过大的初始PSF,OVERPSF
,没有约束函数,有趣的
,产生的图像将类似于不令人满意的结果,J2
,在步骤3中实现。
注意前面任何未指定的参数有趣的
可以省略,如DAMPAR
而且读出
在这个例子中,不需要占位符,([]
).