Khôi phục ảnh part 1

Khôi phục ảnh 10.1 Chỉ dẫn Trong các chương trước chúng ta đã khảo sát các giả thiết để làm mất đi các ảnh hưởng làm suy giảm chất lượng ảnh. Chúng bao gồm làm mất nhiễu xung thông qua các bộ lọc đối xứng, tăng độ tương phản thông qua các công cụ như sửa đổi lược đồ mức xám, lọc đồng hình, và lọc tĩnh Wallis. Trong các phần này, chúng ta đã không xem xét nguyên nhân của sự suy giảm cũng như liệu nó đã được thoả mãn hay chưa. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khôi phục ảnh part 1 Ch­¬ng 10 Kh«i phôc ¶nh 10.1 ChØ dÉn Trong c¸c ch­¬ng tr­íc chóng ta ®· kh¶o s¸t c¸c gi¶ thiÕt ®Ó lµm mÊt ®i c¸c ¶nh h­ëng lµm suy gi¶m chÊt l­îng ¶nh. Chóng bao gåm lµm mÊt nhiÔu xung th«ng qua c¸c bé läc ®èi xøng, t¨ng ®é t­¬ng ph¶n th«ng qua c¸c c«ng cô nh­ söa ®æi l­îc ®å møc x¸m, läc ®ång h×nh, vµ läc tÜnh Wallis. Trong c¸c phÇn nµy, chóng ta ®· kh«ng xem xÐt nguyªn nh©n cña sù suy gi¶m còng nh­ liÖu nã ®· ®­îc tho¶ m·n hay ch­a. C¸c nguyªn nh©n kh¸c nhau, bao gåm c¶ c¸c vÕt mê ¶nh, ®ßi hái sù ph¸t triÓn cho mét kiÓu kh¾c phôc c¸c sù suy gi¶m gäi lµ hÖ thèng ¶nh. HÖ thèng ¶nh cã thÓ x©y dùng trªn kh¸i niÖm hµm t¸n x¹ ®iÓm (Point-Spead-Funtion - PSF), vÝ dô, t¸c ®éng trªn ¶nh ghi l¹i cña mét ®iÓm gèc cña ®é s¸ng trªn vËt thÓ quan t©m. BiÕn ®æi Fourier cña PSF trë thµnh hµm truyÒn ®¹t ¸nh s¸ng (Optical-Tranfer-Funtion - OTF). Trong ch­¬ng nµy ta sÏ quan t©m ®Õn c¸c nguyªn nh©n lµm mÊt sù héi tô ¶nh. Ba d¹ng cña vÕt mê cÇn ®­îc quan t©m lµ: (1) ¶nh kh«ng râ nÐt, (2) d¹ng vÕt mê chuyÓn ®éng ®ång d¹ng, (3) vÕt mê do ¶nh h­ëng chiÕu s¸ng l©u qua khÝ quyÓn. TÊt c¶ c¸c nguyªn nh©n nµy g©y ra c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau cña PSF ®ßi hái ta ph¶i giíi h¹n ph¹m vi c¸c vÕt mê. 10.2 C¸c PSF cho kh¸c d¹ng kh¸c nhau cña c¸c vÕt mê NÕu chóng ta coi r»ng hÖ thèng ¶nh lµ tuyÕn tÝnh, th× ta cã thÓ viÕt  (10.1)   h( ,  )i( x   , y   )dd ib ( x , y )    ë ®©y ib(x,y) lµ ¶nh mê, h(x,y) lµ PSF, i(x,y) lµ ¶nh nhËp vµo kh«ng bÞ suy gi¶m. Bëi v× chóng ta ®· ®­îc cho ib(x,y) vµ muèn phôc håi i(x,y) nªn cÇn ph¶i ®¸nh gi¸ h(x,y). NÕu h(x,y) ®· biÕt, th× vÊn ®Ò cã thÓ gi¶i quyÕt ®­îc vµ qu¸ tr×nh ®ã ®­îc gäi lµ gi¶i chËp. Bëi v× biÕt rÊt Ýt vÒ hÖ thèng mê nªn viÖc nµy ®­îc gäi lµ gi¶i chËp mï. NÕu trong mét sè tr­êng hîp b»ng c¸ch nµy hay c¸ch kh¸c h ®· ®­îc cho tr­íc th× gi¶i ph¸p ®­îc gäi lµ ph­¬ng ph¸p tiªn nghiÖm. Trong phÇn lín c¸c tr­êng hîp cßn l¹i th× h ®Òu ch­a biÕt, gi¶i ph¸p nµy thuéc lo¹i ph­¬ng ph¸p hËu nghiÖm. 200 PSF cho ba kiÓu vÕt mê ®­îc cho d­íi d¹ng ph­¬ng ¸n gi¶i quyÕt ®­îc ®Ò cËp ®Õn ë phÇn d­íi ®©y. 201 2 1 A 3 F2 B 4 (a) Mµn ch¾n O2 ¶nh cña ®iÓm trªn trôc chÝnh F2 O1 I1 I2 ¶nh cña ®iÓm ngoµi trôc chÝnh H×nh 10.1 (a) Ph­¬ng ph¸p t×m ®­êng ®i tia s¸ng. (b) Sù t¸n x¹ cña ®iÓm n»m trªn vµ ngoµi trôc chÝnh. 202 10.2.1 Tiªu ®iÓm cña thÊu kÝnh cã d¹ng trßn H×nh 10.1b minh ho¹ mét hÖ thèng quang häc ®¬n gi¶n trong ®ã mét ®iÓm gèc cho mét hµm ph©n t¸n ®iÓm do sù kh«ng chÝnh x¸c cña tiªu cù. H×nh 10.1a giíi thiÖu c¸ch x¸c ®Þnh ®­êng ®i cña tia s¸ng, lµm s¸ng tá ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ¶nh trong h×nh 10.1b. C¸ch x¸c ®Þnh ®­êng ®i cña tia s¸ng tõ mét ®iÓm n»m ngoµi trôc theo c¸c b­íc sau: VÏ mét tia bÊt kú ®i qua ®iÓm (1) gÆp thÊu kÝnh t¹i A. VÏ mÆt ph¼ng tiªu (thø hai) cña thÊu kÝnh. VÏ tia (3) song song víi tia 1, ®i qua t©m cña thÊu kÝnh. TÊt c¶ c¸c tia nh­ thÕ nµy gäi lµ tia chÝnh. Tia chÝnh gÆp mÆt ph¼ng tia 2 t¹i B. Nèi A vµ B sau ®ã kÐo dµi. §©y chÝnh lµ tia khóc x¹. Cho mét ®iÓm n»m trªn quang trôc tia s¸ng ph¶i ®i qua tiªu ®iÓm thø hai. Dïng c¸ch t×m ®­êng ®i cña tia s¸ng qua thÊu kÝnh cho ta thÊy hµm t¸n x¹ ®iÓm cña mét ®iÓm n»m trªn quang trôc rÊt kh¸c so víi hµm t¸n x¹ cña mét ®iÓm n»m ngoµi quang trôc. Còng cÇn chó ý r»ng vËt thÓ xa thÊu kÝnh sÏ cã t¸n x¹ kh¸c víi vËt thÓ gÇn thÊu kÝnh. §¹o hµm c¸c PSF cã d¹ng nh­ mét Gauss hai chiÒu:  r2 1 (10.2) G (r ,  )  exp( ) 2 2 2 2 ë ®©y  lµ b¸n kÝnh cña vÕt mê, r lµ kho¶ng c¸ch b¸n kÝnh kÓ tõ t©m vÕt mê. 10.2.2 C¸c vÕt mê chuyÓn ®é ...