• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 11
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩后二杀跨度: 一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610999744.8

    申请日:

    2016.11.14

    公开号:

    CN106570844A

    公开日:

    2017.04.19

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G06T 5/00申请日:20161114|||公开
    IPC分类号: G06T5/00 主分类号: G06T5/00
    申请人: 山东理工大学
    发明人: 李东兴; 高倩倩; 张华强; 张起
    地址: 255086 山东省淄博市高新技术开发区高创园A座313室
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610999744.8

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.05.17|||2017.04.19

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法,属于图像复原领域,该辨识方法将降晰函数的辨识转化为降晰函数参数的辨识。该方法的实现步骤如下:第一步:获取降晰图像,对降晰图像进行快速离散傅立叶变换;第二步:将降晰图像离散傅里叶变换的零频率分量移到其频谱的中心,得到降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱象??;第三步:用逆自适应幅度谱滤波器对降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱象帧进行滤波;第四步:测量幅度谱像帧中一系列同心圆中最内侧圆的直径,确定降晰函数的参数,从而辨识降晰函数;该发明可提高辨识精度和辨识效率,且算法简单,易于实现。

    权利要求书

    1.一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法,其特征在于,该方法的实现步骤为:
    步骤一:获取降晰图像,对降晰图像进行快速离散傅立叶变换;
    步骤二:将降晰图像离散傅里叶变换的零频率分量移到其频谱的中心,得到降晰图像
    的离散傅里叶变换的幅度谱象??;
    步骤三:用逆自适应幅度谱滤波器对降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱象帧进行滤
    波;
    步骤四:测量幅度谱像帧中一系列同心圆中最内侧圆的直径,确定降晰函数的参数,从
    而辨识降晰函数。
    2.根据权利要求1所述的一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法,其特征在于,所
    述步骤三中用逆自适应幅度谱滤波器对降晰图像的幅度谱进行滤波的实现方法为:本发明
    提出的逆自适应幅度谱滤波器,其表达式如下:

    上式中,为滤波后的离散傅里叶变换幅度谱,M×N为降晰图像的尺寸,α是为
    了改善辨识精度的控制参数,为降晰图像的离散傅立叶变换频谱中所有元
    素的最大值,SG为降晰图像的支持域。
    3.根据权利要求1所述的一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法,其特征在于,所
    述步骤四中降晰函数的参数即散焦半径R可表示为:
    上式中,L0为已知参数,是降晰图像的二维离散傅里叶变换的一维尺寸,二维离散傅里
    叶变换的尺寸为L0×L0,r0为降晰图像幅度谱象帧中的一系列同心圆中对应于H(u,v)的第
    一个过零点圆的半径,可以从降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱像帧中,测量最内侧圆
    的直径得到。
    4.根据权利要求1所述的一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法,其特征在于,所
    述步骤四中的降晰函数可以由圆柱体描述为:
    上式中,R为散焦半径,也称为模糊半径;
    降晰函数式h(x,y)的傅里叶变换为H(u,v)=J1(πRr)/(πRr)
    上式中,J1(.)为第一类一阶Bessel函数,半径满足
    2πRr=3.83,7.02,10.2,13.3,16.5……。

    说明书

    一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法

    技术领域

    本发明属于图像复原领域,特别涉及一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方
    法。

    背景技术

    在计算机高度普及的今天,数字图像处理技术在各个领域都得到了广泛的应用,
    数字图像处理技术也日益系统化和完善化。数字图像复原作为数字图像处理技术的一项重
    要研究内容,产生了很多研究成果,这些成果也被广泛地应用到科学研究、工农业生产、军
    事技术、政府办公、医疗卫生等各个领域。尽管各类光学成像设备不断更新换代,拍摄质量
    不断提高。但是, 在实际应用当中,经常遇到带有圆形光圈成像系统镜头存在散焦(简称为
    散焦镜头成像系统)的情况。因此,对这一类散焦图像复原方法的研究变得愈发重要。

    散焦图像复原的主要目的是改善给定的图像质量,利用退化现象的某种先验知识
    来重建或恢复原有图像。在盲图像复原的实际应用过程中,成像系统的点扩展函数(PSF)、
    成像环境及观测噪声是未知的,不能作为先验知识来看待。对于这类几乎没有任何先验知
    识可以利用的降晰系统来说,传统的图像估计法、试验估计法和模型估计法均无法获得降
    晰系统的参数,且辨识过程复杂、运行效率低。

    为了提高图像的复原效果,克服图像复原过程中存在的辨识精度低、辨识过程复
    杂、运行效率低的问题,提出了一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法,该方法可提高
    辨识精度和辨识效率,且算法简单,易于实现,同时具有重要的现实意义和应用价值。

    发明内容

    本发明提供一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法,该方法的实现步骤如
    下:

    步骤一:获取降晰图像,对降晰图像进行快速离散傅立叶变换;

    步骤二:将降晰图像离散傅里叶变换的零频率分量移到其频谱的中心,得到降晰图像
    的离散傅里叶变换的幅度谱象??;

    步骤三:用逆自适应幅度谱滤波器对降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱象帧进行滤
    波;

    步骤四:测量幅度谱像帧中一系列同心圆中最内侧圆的直径,确定降晰函数的参数,从
    而辨识降晰函数。

    所述步骤一中对降晰图像进行快速离散傅立叶变换:假设降晰过程可以用线性空
    间不变系统建模,则降晰图像 g(x,y)是目标强度函数f(x,y)与成像系统的点扩展函数h
    (x,y)的卷积,所有噪声n(x,y)由加性噪声来建模,降晰图像的表达式为:


    或将表达式简化为

    上式中,*为卷积运算符,将简化表达式的两端进行离散傅里叶变换(DFT),得到频域表
    达式G(u,v)=F(u,v)H (u,v)+N (u,v)

    上式中,大写字符分别为对应的小写字符的离散傅里叶变换,即G(u,v) = DFT{g(x,
    y)},

    F(u,v) = DFT{f(x,y)},H(u,v) = DFT{h(x,y)},N(u,v) = DFT{n(x,y)}。

    所述步骤三中用逆自适应幅度谱滤波器对降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱
    象帧进行滤波,本发明提出的逆自适应幅度谱滤波器,其表达式如下:


    上式中,为滤波后的离散傅里叶变换幅度谱,M×N为降晰图像的尺寸,α是为
    了改善辨识精度的控制参数,为降晰图像的离散傅立叶变换频谱中所有元
    素的最大值,SG为降晰图像的支持域。

    所述步骤四中确定降晰函数的参数,从而辨识降晰函数的实现方法如下:降晰函
    数的参数即散焦半径R可表示为

    上式中,L0为已知参数,是降晰图像的二维离散傅里叶变换的一维尺寸,二维离散傅里
    叶变换的尺寸为L0×L0,r0为降晰图像幅度谱象帧中的一系列同心圆中对应于H(u,v)的第
    一个过零点圆的半径,可以从降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱像帧中,测量最内侧圆
    的直径得到。

    降晰函数可以由圆柱体描述为:

    上式中,R为散焦半径,也称为模糊半径;

    降晰函数式h(x,y)的傅里叶变换为H(u,v)=J1(πRr)/(πRr)

    上式中,J1(.)为第一类一阶Bessel函数,半径满足

    2πRr=3.83,7.02,10.2,13.3,16.5……。

    与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:本发明提供一种成像系统散
    焦降晰函数的快速辨识方法,采用逆自适应幅度谱滤波器(IAASF)对降晰图像的幅度谱像
    帧进行滤波,得到滤波后的降晰图像幅度谱像帧,将降晰函数的辨识就转化为对降晰函数
    参数的辨识,对降晰函数参数的辨识,是在滤波后的幅度谱像帧中进行的,这样可提高辨识
    精度和辨识效率,该发明算法简单,易于实现。

    附图说明


    图1是本发明的流程示意图;

    图2是降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱像??;

    图3是采用逆自适应幅度谱滤波算法辨识得到的散焦降晰函数(散焦半径为4R);

    具体实施方式

    下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明,本发明涉及一种成像系统散焦
    降晰函数的快速辨识方法,该降晰函数的辨识过程如图1所示,该方法主要通过以下步骤实
    现:

    步骤一:获取降晰图像,对降晰图像进行快速离散傅立叶变换。

    假设降晰过程可以用线性空间不变系统建模,则降晰图像g(x, y)是目标强度函
    f (x, y)与成像系统的点扩展函数h(x, y)的卷积,所有噪声n(x, y)由加性噪声来建
    模,降晰图像的表达式为:


    或将表达式简化为

    上式中,*为卷积运算符,将简化表达式的两端进行离散傅里叶变换(DFT),得到频域表
    达式G(u,v)=F(u,v)H (u,v)+N (u,v)

    上式中,大写字符分别为对应的小写字符的离散傅里叶变换,即G(u,v) = DFT{g(x,
    y)},

    F(u,v) = DFT{f(x,y)},H(u,v) = DFT{h(x,y)},N(u,v) = DFT{n(x,y)}。

    从频域表达式可以看出,当加性噪声足够小到可以忽略的程度时,降晰图像的离
    散傅里叶变换G(u,v)的零点是原始图像的离散傅里叶变换F(u,v)的零点和点扩展函数的
    离散傅里叶变换H(u,v)的零点的综合。

    步骤二:将降晰图像离散傅里叶变换的零频率分量移到其频谱的中心,得到降晰
    图像的离散傅里叶变换的幅度谱象帧。

    在计算散焦降晰图像的离散傅立叶变化时,将降晰图像的离散傅里叶变换的零频
    率分量移到其频谱的中心,得到降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱象帧,并且该幅度谱
    象帧存在圆环状调制的外观。

    步骤三:用逆自适应幅度谱滤波器对降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱象帧进行滤
    波。

    用逆自适应幅度谱滤波器对降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱象帧进行滤波,
    本发明提出的逆自适应幅度谱滤波器,其表达式如下:


    上式中,为滤波后的离散傅里叶变换幅度谱,M×N为降晰图像的尺寸,α是为
    了改善辨识精度的控制参数,为降晰图像的离散傅立叶变换频谱中所有元
    素的最大值,SG为降晰图像的支持域。

    步骤四:测量幅度谱像帧中一系列同心圆中最内侧圆的直径,确定降晰函数的参
    数,从而辨识降晰函数。

    降晰函数的参数即散焦半径R可表示为

    上式中,L0为已知参数,是降晰图像的二维离散傅里叶变换的一维尺寸,二维离散傅里
    叶变换的尺寸为L0×L0,r0为降晰图像幅度谱象帧中的一系列同心圆中对应于H(u,v)的第
    一个过零点圆的半径,在对降晰函数辨识过程中,对散焦降晰,根据本发明提出的算法,在
    如图2所示的降晰图像的离散傅里叶变换的幅度谱像帧中,辨识或称为测量该幅度谱像帧
    中一系列同心圆中最内侧圆或直径最小的圆的直径得到。

    降晰函数可以由圆柱体描述为:

    上式中,R为散焦半径,也称为模糊半径;

    降晰函数式h(x,y)的傅里叶变换为H(u,v)=J1(πRr)/(πRr)

    上式中,J1(.)为第一类一阶Bessel函数,半径满足

    2πRr=3.83,7.02,10.2,13.3,16.5……。

    通过实验辨识得到的降晰函数矩阵分别为



    上式中


    ;


    上式中



    。

    采用基于逆自适应幅度谱滤波器的频域辨识算法辨识得到的降晰函数如图3所
    示,此图为成像系统圆形光圈镜头的散焦引起的降晰函数,通常称为散焦降晰函数,散焦半
    径为R=7个像素,可以看到,在降晰图像信噪比较高的情况下,本发明所提出的算法可以快
    速、高精度的辨识散焦降晰函数。

    对于由成像系统的散焦引起的降晰图像,提出了基于逆幅度谱滤波的降晰函数辨
    识方法,在该方法中,由于降晰图像不需要分割为多个子图像,并且,逆自适应幅度谱滤波
    器应用于整幅图像,该方法提高了降晰函数辨识的速度,具有较高的辨识精度,可以精确的
    估计降晰函数的参数,降低计算的复杂度。因此,该算法敏感于噪声,当降晰图像的信噪比
    较高或具有加性常量噪声时,该算法的工作情况也非常好。

    关 键 词:
    一种 成像 系统 散焦 函数 快速 辨识 方法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:一种成像系统散焦降晰函数的快速辨识方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-6092811.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03