而大气湍流模糊化在人们的生活中也比较常见。人类活动和太阳辐照等因素将引起大气微小温度的随机变化,大气温度的随机变化又产生大气密度的随机变化,进而导致大气折射率的随机变化,从而形成大气的湍流运动[[[1] 董康军著。 大气湍流及其对激光传输特性的影响研究[J]。 万方数据知识服务平台。 2012]]。对这种现象进行定义就是说:任一点运动速度的方向和大小时刻发生着不规则变化产生了各个大气分子团相对于大气整体平均运动的不规则运动这种现象称为大气湍流[[[2] 钱雪彪,刘永智著。 大气湍流引发图像畸变的校正研究[J]。 电子科技大学学报。 2003]]。大气湍流在天文学领域是引起图像退化的主要原因,他会造成图像模糊,清晰度降低等不良的影响。一般的图像恢复技术是在某些知识已知的条件下,然后利用恢复算法去复原图像。但是这些方法要求更高的光学系统结构设计和光学器件加工,并且这些方法不能很好地清除由大气湍流所造成的像差,并且湍流对物体成像的影响是错综复杂、不可预测的,这就使得其点扩展函数是很难确定。而本文中就假设事先知道大气湍流的点扩散函数,同时单幅图像所包含的图像信息量相对而言很少,并且不够全面,所以进行图像复原是存在一定的差距。在大气湍流模糊化图像领域已有很多恢复算法,其中使用最多的还是盲卷积恢复方法。本文将从基础恢复算法开始,简单的研究恢复算法对大气湍流所影响图像的恢复效果。
1。2 图像复原的发展和国内外现状
数字图像恢复的问题是在一定的条件下,其本质利用数学优化方法对退化图像的原始图像进行合理地估计。标准的区别、数学优化方法的区别也就形成了相互区别的恢复算法。最常用的复原方法有:逆滤波复原算法,盲卷积滤波复原算法,维纳滤波复原算法,约束最小二乘滤波复原算法等[[[3] 朱冠男著。 基于MATLAB的图像复原设计[J]。 大观周刊。 2009]]。图像恢复是数字图像处理领域中一个十分重要的技术,它可以在一定程度上对图像改进、增强。
国内外对恢复技术也展开了深入的研究和讨论,并取得一定的成果。不同的退化图像成像模型,优化准则,方法会产生不同的恢复方法。复原算法根据处理方式分为三大类:去卷积,线性代数,盲反卷积,其他的复原算法都是其衍生物[[[4] 李源著。 基于质量评估及低轶分解的图像盲复原[D]。 中国学术期刊。 2013]]。去卷积包括维纳去卷积,功率谱均衡算法,几何平均值算法等。这些算法比较经典,也容易实现,但是它需要更多的关于原始图像的信息。线性代数恢复算法也在降质算子已经知道的情况下进行的,但这个算法也存在弊端。在某些情况下,噪声会被放大,并且这一方法计算量非常大。在此基础上国内外提出了很多优化算法如全局最小二乘、正则化最小二乘等。盲反卷积复原法则是针对没有或者很少有关于降质函数和噪声等信息的基础上的复原问题,直接根据退化图像的信息来估计降质函数和噪声。这些算法是基于在不充分的先验信息的情况下的退化图像的处理。
1。3 图像复原的应用领域
经过国内外学者多年的研究,图像恢复技术现在可以应用到很多领域领域,如天文学、军事、交通监控等。
在天文学领域,地表大气和射线会对地表的接受系统造成影响,使得图像的质量有很大程度的下降。并且噪声影响也存在其中,要取得更好的图像质量,提取更多的信息,我们就要对所得到的图像进行恢复处理。
在医药学领域,X射线,CT成像系统等,都会造成不同程度的噪声,这就需要图像复原技术来处理,以便获得更好的图像质量,这有助于医生更好地治疗疾病。