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用遗传算法估计图像退化系统函数*

2012-01-21刘泽昕徐伯庆

光学仪器 2012年1期

芮 翔,刘泽昕,徐伯庆

(1.安徽省马鞍山当涂供电公司,安徽 马鞍山 243100;2.上海理工大学 光学信息与计算机工程学院,上海 200093)

引 言

图像退化[1]是任何一个成像系统都不可以避免的一个问题,针对于成像系统的不同要求和设计,通常恢复滤波器的选择也各不相同,常用的恢复算法有维纳滤波、逆滤波、最大熵滤波[2]等。对于一些成像系统而言,当对退化系统先验知识不够完备或者说对退化函数的认识不够清晰,是无法设计出好的恢复滤波器的,因此在设计滤波器之前做一个退化函数的估计是有必要的。

遗传算法[3]作为一种成熟优秀的全局寻优算法,鲁棒性强的同时也不需要太多的参数设置。通过近些年的发展,遗传算法已得到了越来越多领域的认可。

1 图像退化模型

图像退化的过程可以简单地描述为:一幅原始图像f(x,y)与一个退化系统或者退化函数H的作用,再加以噪声n(x,y),形成退化图像g(x,y)。图像退化过程如图1所示。如何获得较为精准的退化函数是大家所关心的问题。

图1 图像的退化模型Fig.1 A model of the image degradation

通常认为退化函数H是一个线性时不变系统,则图像的退化过程在空间域可以表示为

式(1)中,h(x,y)为退化函数的空间描述,符号“*”表示空间卷积。对式(1)所示模型写成等价的频域描述,可得到

式(2)中的大写字母是式(1)中相应的傅里叶变换。对式(2)变形得

对式(3)进行傅里叶逆变换得

由式(4)可知,当N(u,v)=0时,可以得到:f′(x,y)=f(x,y)。即在噪声为零的时候,可以通过逆滤波有效的达到预期的效果。但是通常情况下,噪声不可能为零。……

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