数字图像处理实验八图像复原.pptx

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1、一、噪声的类型和基本特点一、噪声的类型和基本特点噪声噪声随机噪声随机噪声周期噪声周期噪声高斯噪声高斯噪声瑞利噪声瑞利噪声伽马噪声伽马噪声指数噪声指数噪声均匀噪声均匀噪声脉冲噪声脉冲噪声椒盐噪声椒盐噪声盐噪声盐噪声胡椒噪声胡椒噪声第1页/共23页以高斯噪声为例灰度概率分布函数：=120,=30时：灰度概率分布频 谱第2页/共23页MATLAB中叠加噪声的函数：输出图像名=imnoise(输入图像名,噪声类型,噪声参数);加高斯噪声：加高斯噪声：fxynoise1=imnoise(fxy,gaussian,0,0.001);加椒盐噪声：加椒盐噪声：fxynoise2=imnoise(fxy,sal

2、t&pepper,0.4);加均匀噪声：加均匀噪声：fxynoise3=imnoise(fxy,speckle,0.03);第3页/共23页第4页/共23页第5页/共23页周期噪声实例第6页/共23页二、白噪声引起退化图像复原的基本方法w1w2w3w4w5w6w7w8w91.均值滤波：111111111%本例演示算术均值滤波器a=imread(circuit.bmp);a=a(:,:,3);subplot(1,3,1),imshow(a,),title(原始图像),ra,ca=size(a);a1=double(imnoise(a,gaussian,0,0.01);%叠加严重的高斯噪声%选定滤

3、波器的大小为stst，st可调st=3,h=ones(st,st);g=filter2(h,a1)./sum(sum(h);subplot(1,3,2),imshow(a1,),title(有高斯噪声的输入图像),subplot(1,3,3),imshow(g,),title(算术均值滤波后的图像，用33掩模)第7页/共23页第8页/共23页2.自适应中值滤波器：输入待处理图像给出Smax的大小设定St起始大小给出Sxy区域计算Zmin、Zmax、Zmed和A1=Zmed-Zmin,A2=Zmed-ZmaxA10A20B20B1=Zxy-Zmin,B2=Zxy-Zmax增大Sxy是否是是否否检

4、查Zmed是否是冲击噪声检查Zxy是否是冲击噪声第9页/共23页a=imread(circuit.bmp);a=a(:,:,3);ra,ca=size(a);a1=imnoise(a,salt&pepper,0.25);a1=double(a1);%选定最小滤波器的大小为stst，st可调,但取奇数st=3,Sxymin=zeros(st,st);%预先留出邻域%选定第二滤波器的大小为（st+2）（st+2）Sxymed=zeros(st+2,st+2);%预先留出邻域%选定第二滤波器的大小为（st+4）（st+4）Sxymax=zeros(st+4,st+4);%预先留出邻域 a=zeros

5、(ra+2.*st,ca+2.*st);%预先留出一个图像a(st+1:ra+st,st+1:ca+st)=a1;%将输入图像放大到（ra+2.*st）（ca+2.*st）g=zeros(ra+2.*st,ca+2.*st);%预先留出输出图像subplot(1,3,1),imshow(a,),title(有严重椒盐噪声的输入)第10页/共23页for n=st+1:ra+st for m=st+1:ca+st for nn=1:st+4 for mm=1:st+4 Sxymax(nn,mm)=a(n+nn-st-1,m+mm-st-1);%赋掩模内的值 end end zxy=a(n,m);

6、Sxymin=Sxymax(3:st+2,3:st+2);Sxymed=Sxymax(2:st+3,2:st+3);sortSxymin=sort(Sxymin(:);%将像素按升序排列 sortSxymed=sort(Sxymed(:);%将像素按升序排列 sortSxymax=sort(Sxymax(:);%将像素按升序排列 zminmin=sortSxymin(1,1);%排序后的最小像素的值为灰度的最小值zminmin zmedmin=sortSxymed(1,1);%排序后的最小像素的值为灰度的最小值zmedmin zmaxmin=sortSxymax(1,1);%排序后的最小像素的

7、值为灰度的最小值zmaxmin zminmed=sortSxymin(st+2);%排序后的第st+2个像素的值是中值zminmed zmedmed=sortSxymed(st.*4+1);%排序后的第st.*4+1个像素的值是中值zmedmed zmaxmed=sortSxymax(st.*8+1);%排序后的第st.*8+1个像素的值是中值zmaxmed zminmax=sortSxymin(st.*st);%第st.*st个像素的值是最大值zminmax zmedmax=sortSxymed(st+2).*(st+2);%第(st+2).*(st+2)个像素的值是最大值zmedmax z

8、maxmax=sortSxymax(st+4).*(st+4);%第(st+4).*(st+4)个像素的值是最大值zmaxmax第11页/共23页 if zminminzminmed&zminmedzminmax if zminminzxy&zxyzminmax g(n,m)=zxy;else g(n,m)=zminmed;end else if zmedminzmedmed&zmedmedzmedmax if zmedminzxy&zxyzmedmax g(n,m)=zxy;else g(n,m)=zmedmed;end else if zmaxminzmaxmed&zmaxmedzmaxm

9、ax if zmaxminzxy&zxyzmaxmax g(n,m)=zxy;else g(n,m)=zmaxmed;end else g(n,m)=zxy;end end end endendsubplot(1,3,2),imshow(g,),title(自适应中值滤波器的处理结果)b=medfilt2(a,7,7);subplot(1,3,3),imshow(b,),title(77中值滤波器的处理结果)第12页/共23页第13页/共23页三、周期噪声引起退化图像复原的基本方法三、周期噪声引起退化图像复原的基本方法调入退化图像得到退化图像频谱查找噪声频谱选择合适的滤波器对退化图像滤波复原退

10、化图像得到噪声分布FFTIFFTIFFTFFT滤波器1滤波器2IFFTIFFT第14页/共23页a=imread(coulomb.bmp);fxy=a(:,:,1);fxy=double(fxy);ra,ca=size(fxy);Fuv=fftshift(fft2(fxy);subplot(1,2,1),imshow(fxy,);title(原始图像)subplot(1,2,2),imshow(abs(Fuv),0,250000);title(原始图像的频谱)u=1:ra;v=1:ca;u,v=meshgrid(u,v);u0=129-99;%噪声在频谱面上的中心v0=129-99;%噪声在频

11、谱面上的中心D0=10%陷波区域的半径Duv1=(u-ra/2-u0).2+(v-ca/2-v0).2).0.5;Duv2=(u-ra/2+u0).2+(v-ca/2+v0).2).0.5;第15页/共23页%先使用理想陷波滤波器Huv1=ones(ra,ca);Huv1(Duv1=D0|Duv2=D0)=0;figuresubplot(1,2,1),imshow(Huv1,),title(理想陷波滤波器)Guv1=Huv1.*Fuv;fxyyp1=ifft2(Guv1);fxyyp1=abs(fxyyp1);subplot(1,2,2),imshow(fxyyp1,);title(理想陷波滤

12、波器的处理结果)noise1=fxyyp1-fxy;%理想陷波滤波器找到的噪声 D0=20;%要获得同样的效果，陷波区域的半径要大很多%下面使用巴特沃思陷波滤波器n=4%滤波器的阶数，可调Huv2=zeros(ra,ca);Huv2=1./(1+(D0.2./(Duv1.*Duv2+eps).(n);figuresubplot(1,2,1),mesh(Huv2),title(巴特沃思陷波滤波器)Guv2=Huv2.*Fuv;fxyyp2=ifft2(Guv2);fxyyp2=abs(fxyyp2);subplot(1,2,2),imshow(fxyyp2,);title(巴特沃思陷波滤波器的处

13、理结果)noise2=fxyyp2-fxy;%巴特沃思陷波滤波器找到的噪声第16页/共23页%下面使用高斯陷波滤波器Huv3=zeros(ra,ca);Huv3=1-exp(-0.5.*(Duv1.*Duv2)./(D0.2+eps);figuresubplot(1,2,1),mesh(Huv3),title(高斯陷波滤波器)Guv3=Huv3.*Fuv;fxyyp3=ifft2(Guv3);fxyyp3=abs(fxyyp3);subplot(1,2,2),imshow(fxyyp3,);title(高斯陷波滤波器的处理结果)noise3=fxyyp3-fxy;%高斯陷波滤波器找到的噪声 f

14、iguresubplot(1,3,1),imshow(noise1,);title(理想陷波滤波器找到的噪声)subplot(1,3,2),imshow(noise2,);title(巴特沃思陷波滤波器找到的噪声)subplot(1,3,3),imshow(noise3,);title(高斯陷波滤波器找到的噪声)第17页/共23页第18页/共23页第19页/共23页实验结果原图椒盐噪声高斯噪声灰度直方图灰度直方图灰度直方图第20页/共23页选择适合的滤波器滤噪椒盐噪声高斯噪声倾斜条纹第21页/共23页思考题1.怎么判断一幅图像的噪声类型2.如何针对噪声选择滤波器第22页/共23页感谢您的观看！第23页/共23页