《医学图像的复原》PPT课件.ppt
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1、广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室第第5章章 图像的复原图像的复原医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原2广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室第第5章章图像的复原图像的复原内容:内容:图像复原的概念图像复原的概念退化模型退化模型复原方法复原方法去除图像的运动模糊去除图像的运动模糊图像的几何畸变校正图像的几何畸变校正医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原3广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室图像的复原与退化图像的复原与退化 图像复原:对退化的图像进行处
2、理,力求还原图像的本来面目。复原的过程是沿着质量降质(退化)的逆过程来重现原始图像。图像退化:图像退化:图像在形成、记录、处理和传输过程中,由于成像系统、记录设备、传输介质和处理方法的不完善,从而导致的图像质量下降。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原4广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室进化与退化医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原5广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室基本思路:基本思路:高质量图像退化了的图像复原的图像图像退化图像复原因果关系研究退化模型医学图像处理医学图像处理图像的复原
3、图像的复原6广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室实 例医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原7广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室 复原受正弦噪声干扰的图像(a)原图像(b)被正弦噪声干扰的图像(c)滤波效果图(a)(b)(c)医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原8广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室维纳滤波器应用(a)由运动模糊严重影响的图像 (b)用维纳滤波器恢复出的图像(a)(b)医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原9广东药学院医药信息
4、工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原10广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原11广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原12广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室图像退化典型表现:图像模糊、失真、有噪声图像退化的原因:(1)放大镜凸透变形;(2)摄影时照相机镜头的移动。复原方法:根据不同的退化模型,处理技巧和估计准
5、则,导出各种不同的恢复方法。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原13广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室退化模型示意图退化过程 T f g恢复过程 T-1 g ff(x,y)H+g(x,y)n(x,y)退化模型退化模型医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原14广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室n是MN 维噪声向量,则退化模型医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原15广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室图像复原方法图像复原方法图像复原方法:图像
6、复原方法:退化函数估计:退化函数估计:H的估计,噪声(的估计,噪声(n)的估)的估计。计。图像去噪:可以使用空间域或频率域滤波图像去噪:可以使用空间域或频率域滤波器实现器实现逆滤波逆滤波维纳滤波维纳滤波医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原16广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室退化参数的确定退化参数的确定 退化参数:h(x,y),n(x,y)图像恢复:对原始图像作出尽可能好的估计。已知退化图像,要作这种估计,须知道退化参数的有关知识。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原17广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程
7、学院图像处理教研室点扩展函数的确定点扩展函数的确定(一)运用先验知识:光学系统散焦 照相机与景物相对运动 根据导致模糊的物理过程(先验知识)来确定h(x,y)或H(u,v)。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原18广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室(1)光学散焦 d是散焦点扩展函数的直径,J1()是第一类贝塞尔函数。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原19广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室(2)照相机与景物相对运动 设T为快门时间,x0(t),y0(t)是位移的x分量和y分量 医学图像处
8、理医学图像处理图像的复原图像的复原20广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室 点扩展函数的确定点扩展函数的确定(二)运用后验判断的方法 从退化图像本身来估计h(x,y)。(1)若有把握断定原始景物某部位有一个清晰的点,于是那个点再退回图像的模糊图像就是h(x,y)。(2)原景物含有明显的直线,从这些线条的退化图像得出h(x,y)。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原21广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室 点扩展函数的确定点扩展函数的确定 (3)有明显的界限 可以证明:界线的退化图像的导数平行与该界线
9、的线源的退化图像。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原22广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室噪声的确定噪声的确定 要知道n(x,y)的统计性质,以及n(x,y)与f(x,y)之间的相关性质。一般假设图像上的噪声是一类白噪声。白噪声:图像平面上不同点的噪声是不相关的,其谱密度为常数。实用上,只要噪声带宽远大于图像带宽,就可把它当作白噪声。虽不精确,确是一个很方便的模型。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原23广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室常见噪声:高斯均匀对数正态瑞利指数厄兰医学图像处
10、理医学图像处理图像的复原图像的复原24广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室噪声的确定噪声的确定例:下图为原始图像和其直方图例:下图为原始图像和其直方图Histogram to go here医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原25广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原26广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原27广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程
11、学院图像处理教研室因为不同原因产生的噪音的分布是不同,可以通因为不同原因产生的噪音的分布是不同,可以通过分析图片中噪音的分布得到产生这些噪音的参过分析图片中噪音的分布得到产生这些噪音的参数,然后进行逆运算进行图像复原。数,然后进行逆运算进行图像复原。eg:维纳滤波要知道噪声的谱密度维纳滤波要知道噪声的谱密度约束最小平方滤波要知道噪声的方差约束最小平方滤波要知道噪声的方差医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原28广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室图像复原的滤波方法图像复原的滤波方法逆滤波逆滤波维纳滤波维纳滤波医学图像处理医学图像处理图像的复原图
12、像的复原29广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室逆滤波逆滤波 假定退化图像遵从以下模型在不考虑噪声的情况下 写成 医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原30广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室逆滤波逆滤波该恢复方法取名为逆滤波。医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原31广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室逆滤波逆滤波有噪声情况:G(u,v)=F(u,v)H(u,v)+N(u,v)仍采用逆滤波器P(u,v)=1/H(u,v)作恢复滤波器。医学图像处理医学
13、图像处理图像的复原图像的复原32广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室逆滤波逆滤波 逆滤波模型H(u,v)P(u,v)F(u,v)F(u,v)G(u,v)医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原33广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室维纳滤波维纳滤波 医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原34广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室维纳滤波维纳滤波可推出 医学图像处理医学图像处理图像的复原图像的复原35广东药学院医药信息工程学院图像处理教研室广东药学院医药信息
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