點擴散函數(shù)為矩形函數(shù)時模糊圖象的復原

1、點擴散函數(shù)為矩形函數(shù)時模糊圖象的復原田興義對于一個線性空間不變成象系統(tǒng)，在象面上得到的模糊圖象g(/,y)是物面上清晰圖象 2,0 )與系統(tǒng)點擴散函數(shù)，/)的卷積，g(x,y)=/(x,/)* h(*,y)當點擴散函數(shù)為矩形函數(shù)時，在空間域中直接復原圖象比在變換域中復原圖象簡便得多。本 文討論在空間域中復原圖象的方法。一用數(shù)字卷積掩模復原圖象我們考慮一維情況，點擴散函數(shù)是相機相對于圖象作勻速直線運動所產生的矩形函數(shù)。 IV-Swindell根據(jù)點擴散函數(shù)的寬度制作了一個模片。他用一個非相干光學模擬圖象處理 機完成這個模片與険糊圖象的卷積來實現(xiàn)圖象復原。我們在數(shù)字圖象處理中按下述方法構造 -個數(shù)

2、字卷積掩模，設清晰圖象為： /(/)2 0,1, 2,“,(1 / = 0 , 1.4/點擴散函數(shù)為：A(/) = Rcd j ) =(0 j =英他值)模糊圖象為'<7(m)=/(m)*A(m), m = 0 , 1, 2則數(shù)字卷積掩模為；T(m)=& 忘-j(M + l) -石-(l + j(M + l)。_ ( 1 其中 巾=0 , 1, 2 ,，厶M + 厶+1, 8 (i - )=(0 i * 圖象的數(shù)字寬度為N,點擴散函數(shù)的數(shù)字寬度為數(shù)字卷積掩模的數(shù)字寬度為厶M +厶+ 1.用計算機實現(xiàn)數(shù)字卷積掩模與模糊圖象的卷積，最后得到兩幅分開來的清晰圖象*(m)=Hm)

3、* <7(m)=h ( m ) * / ( m ) */(不)*人泅(需)£(6(站-j(M + l)- &何(1+八刖卜1)："ccf （m） j* / （m）=b （w?） - 6（忘（厶M +厶 + M+ 1 ）*/（）=/（加）-f m - （LM + L + M+ 1）其中一幅是正片圖象，一幅是負片圖象。如果適當選擇數(shù)字卷積掩模的數(shù)字寬度使厶M + 厶十 M+ 1AN,正負圖象就完全分開。在我們的實際工作中，為了使負片圖象同時顯示出來， 還將數(shù)字卷積掩模與模糊圖象卷積的結果加上一個適當?shù)某?shù)蟲：g （加）=怡（萬）* g （m）+蟲=A+ f （m）

4、 - f - （LM + L + M+ 1）整個卷積運算過程如圖所示，二用空間微分法復原圖象由勻速玄線運動引起圖象模糊的點擴散函數(shù)為,其中心）心）其他值a為矩形函數(shù)的抵度。模糊圖象為,OO-xy yf - y)(lxdy(x,/)=j/(x,y)A(x, -OOOO=JJ/(*,y) h(xf-OOx) b (yf - y)dxdy© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：/A當圖象/（%）在某個區(qū)間（O/XMX）以外為零（或為任意已知值）時，Ra

5、fael C. Conzates等人導出了復原這種圖象的算法2】。在我們的實際工作中直接根據(jù)模糊圖象的微 分圖象更為簡便地求出了清晰圖象.0 33)OO_oo© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：/A© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：/Ay)dxdyOO=/(%,，) -OO15©

6、 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：/AOQoo=JJ/3y)6(“ -ooy'-jOdxdy-JJ / (x,>)x-OO= /(*,>/) f W -a,y)可見，模糊圖象的微分圖象由兩幅分開來的圖象構成，一幅是清晰圖象的正片圖象，一幅是 清晰圖象的負片圖象。如果圖象寬度/小于矩形函數(shù)的寬度則正片圖象與負片圖象是完 全分開來的y如果圖象的寬度蟲大于矩形函數(shù)的寬度a,則正負圖象將部分重迭，圖象的重 迭部分仍舊是模糊的。很明顯，利用條

7、件伙時/(*-。，刃=0可以求得整幅清晰圖j W,y)=9(*,y)+ /3 -a,y)消除取樣寬度過大引起的圖象模糊在數(shù)字圖象處理中，我們自己設計制作了一臺圖象輸入機。由于取樣脈沖不可能作得很 窄而使取樣寬度過大，導致輸出圖象在水平方向上比較模糊。引起這種圖象模糊的點擴敖函 數(shù)仍舊是一矩形函數(shù)。我們在實際工作中要求圖象輸入機給出一些初始值，通過空間微分來 復原圖象。由于取樣脈沖在水平方向上復蓋了三個象素，因此取樣后輸出的模糊圖象為* ( : ,/)=/(»,；)+/( f + 1,/)+/(: + 2,/ )其中/(!,/)是理想取樣時的清晰圖象)d, j = 0, 1, 2, “

8、,M圖象的寬度為M。模糊圖象的差分圖象為，4»g( f , j)= g( f + 1, j)- g( i, j)矩形函數(shù)的數(shù)字寬度為3,A(：, ;)=/(； +3, 7)-/(:,/) /)+/(：,/)可見只要求出值/ ( 1 , j )、/ ( 2 , j )、/ ( 3 ,門，就可以求出整個清晰圖象/(i,/)0 為此圖象輸入機給豈兩列初值，7(1, /)=/(1, / ) + /(2, ;) + /(3, /) + / (4,；)7 ( 2 ,;)=/( 2 ,;)+/( 3 ,/)+/( 4 ,;)+/( 5 ,/ )這兩列初值是使取樣脈沖的寬度剛好復蓋四個象素時的輸出值

9、。于是可以求得下列各值*_/(4,/)=£(l,/)-P(l,/)/(5, >)=7(2, /)- P(2, /)A / ( 1 , / ) = / (4 , / ) -(1 ,;)/(2, J)=/(5, ；)-A.5F(2, /)/(3,；) = (1,;)-/(!,/)-/(2,/)16© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, http:冷到此可以求出整個清晰圖象：/（： + 3）=Aqg（i, j） + /（i, j）亦）.1.i9

10、1 2 Hr1p*tdRect（rn）R&t（示）Sit FI £廂宇杯*R毗倆）V JnJfilmkTin 5h 1 I"-糾帀"沖呵 皿t向2M1moTirzrtmi可MW，出41 mnTbti護）二£（刊呻仏）inrim17r 1994-2013 China Academic Journal l-lectronic Publishing I louse. All righty reserved, littp:/AvvAVxnki ne國外熱成象通用組件(TICM)的發(fā)展狀況柳圭如【摘要】本文一般性地描述英、美、西德等國熱成象通用俎件的發(fā)展井

11、崇、使 用熱成紅通用伽件的優(yōu)點、熱成象通用紐件的研制與應用及熱成纟迫用級件計劃所 面臨的問題等。C 11-2013 China Academic Journal I Jectronic Publishing I louse. All rights reserved.:/Aki.n 亡tC 11-2013 China Academic Journal I Jectronic Publishing I louse. All rights reserved.:/Aki.n 亡t一、發(fā)展熱成象通用組件的背景紅外熱成象技術已為許多國家，持別是 先進國家的軍事部門所重視，僅就北大西洋 公約組織(NATO)

12、而育，預計在今后十年 左右，將生產數(shù)以萬計的熱象儀裝備各種部 隊。軍事部門對紅外熱成象系統(tǒng)的需耍量越 來越大，而冃前的紅外熱成象系統(tǒng)均足由 各廠家自行研制、發(fā)展的，所用部件與工作 體制也因型而異，這不僅導致系統(tǒng)的造價昂 貴，而且難于大批撥地投入生產以滿足需 要。另外，紅外熱成象系統(tǒng)的規(guī)格不統(tǒng)一， 給使用單位在運用和維修等方而也造成一定 麻煩。為了尋求解決熱成象系統(tǒng)供求之間的 不協(xié)調，以及由此產生的一些其它問題，最 近幾年，一些先進國家如英、美、西德等都 把發(fā)展熱成象通用組件的設想提上了議事口 程。二、使用熱成象通用組件的優(yōu)點歸納起來，使用熱成象通用組件，有如 下兒方面的優(yōu)越性，1. 可以集中全

13、國的優(yōu)勢力量，發(fā)展政 府的中心計劃。2. 使用統(tǒng)一的標準零部件可使系統(tǒng)造 價大為降低。3. 由于組件規(guī)格致，因此系統(tǒng)的邏 輯線路、維修原理及維修輔助設備基本相 同，對系統(tǒng)使用者的培訓亦相似，故能使 陸、海、空三軍及三軍的后勤工作和維修工 作相應地大大簡化。4通用組件較易集中現(xiàn)代技術最新發(fā) 展成果。通過兼容這些最新技術成果可使熱C 11-2013 China Academic Journal I Jectronic Publishing I louse. All rights reserved.:/Aki.n 亡tC 11-2013 China Academic Journal I Jectronic Publishing I louse. All rights reserved.:/Aki.n 亡t我們在TQ-16機上編制了上述處理方法的程序。然后，我們用計算機來完成一幅數(shù)字 圖象與一矩形函數(shù)的卷積，荻得一栩模糊圖象，再用我們所編制的這些程序對模糊圖象