点扩散函数为矩形函数时模糊图象的复原

1、点扩散函数为矩形函数时模糊图象的复原田兴义对于一个线性空间不变成象系统，在象面上得到的模糊图象g(/,y)是物面上清晰图象 2,0 )与系统点扩散函数，/)的卷积，g(x,y)=/(x,/)* h(*,y)当点扩散函数为矩形函数时，在空间域中直接复原图象比在变换域中复原图象简便得多。本 文讨论在空间域中复原图象的方法。一用数字卷积掩模复原图象我们考虑一维情况，点扩散函数是相机相对于图象作匀速直线运动所产生的矩形函数。 IV-Swindell根据点扩散函数的宽度制作了一个模片。他用一个非相干光学模拟图象处理 机完成这个模片与険糊图象的卷积来实现图象复原。我们在数字图象处理中按下述方法构造 -个数

2、字卷积掩模，设清晰图象为： /(/)2 0,1, 2,“,(1 / = 0 , 1.4/点扩散函数为：A(/) = Rcd j ) =(0 j =英他值)模糊图象为'<7(m)=/(m)*A(m), m = 0 , 1, 2则数字卷积掩模为；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 * 图象的数字宽度为N,点扩散函数的数字宽度为数字卷积掩模的数字宽度为厶M +厶+ 1.用计算机实现数字卷积掩模与模糊图象的卷积，最后得到两幅分开来的清晰图象*(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）其中一幅是正片图象，一幅是负片图象。如果适当选择数字卷积掩模的数字宽度使厶M + 厶十 M+ 1AN,正负图象就完全分开。在我们的实际工作中，为了使负片图象同时显示出来， 还将数字卷积掩模与模糊图象卷积的结果加上一个适当的常数虫：g （加）=怡（万）* g （m）+虫=A+ f （m）

4、 - f - （LM + L + M+ 1）整个卷积运算过程如图所示，二用空间微分法复原图象由匀速玄线运动引起图象模糊的点扩散函数为,其中心）心）其他值a为矩形函数的抵度。模糊图象为,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当图象/（%）在某个区间（O/XMX）以外为零（或为任意已知值）时，Ra

5、fael C. Conzates等人导出了复原这种图象的算法2】。在我们的实际工作中直接根据模糊图象的微 分图象更为简便地求出了清晰图象.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)可见，模糊图象的微分图象由两幅分开来的图象构成，一幅是清晰图象的正片图象，一幅是 清晰图象的负片图象。如果图象宽度/小于矩形函数的宽度则正片图象与负片图象是完 全分开来的y如果图象的宽度虫大于矩形函数的宽度a,则正负图象将部分重迭，图象的重 迭部分仍旧是模糊的。很明显，利用条

7、件伙时/(*-。，刃=0可以求得整幅清晰图j W,y)=9(*,y)+ /3 -a,y)消除取样宽度过大引起的图象模糊在数字图象处理中，我们自己设计制作了一台图象输入机。由于取样脉冲不可能作得很 窄而使取样宽度过大，导致输出图象在水平方向上比较模糊。引起这种图象模糊的点扩敖函 数仍旧是一矩形函数。我们在实际工作中要求图象输入机给出一些初始值，通过空间微分来 复原图象。由于取样脉冲在水平方向上复盖了三个象素，因此取样后输出的模糊图象为* ( : ,/)=/(»,；)+/( f + 1,/)+/(: + 2,/ )其中/(!,/)是理想取样时的清晰图象)d, j = 0, 1, 2, “

8、,M图象的宽度为M。模糊图象的差分图象为，4»g( f , j)= g( f + 1, j)- g( i, j)矩形函数的数字宽度为3,A(：, ;)=/(； +3, 7)-/(:,/) /)+/(：,/)可见只要求出值/ ( 1 , j )、/ ( 2 , j )、/ ( 3 ,门，就可以求出整个清晰图象/(i,/)0 为此图象输入机给岂两列初值，7(1, /)=/(1, / ) + /(2, ;) + /(3, /) + / (4,；)7 ( 2 ,;)=/( 2 ,;)+/( 3 ,/)+/( 4 ,;)+/( 5 ,/ )这两列初值是使取样脉冲的宽度刚好复盖四个象素时的输出值

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:冷到此可以求出整个清晰图象：/（： + 3）=Aqg（i, j） + /（i, j）亦）.1.i9

10、1 2 Hr1p*tdRect（rn）R&t（示）Sit FI £厢宇杯*R毗倆）V JnJfilmkTin 5h 1 I"-糾帀"沖呵 皿t向2M1moTirzrtmi可MW，出41 mnTbti护）二£（刊呻仏）inrim17r 1994-2013 China Academic Journal l-lectronic Publishing I louse. All righty reserved, littp:/AvvAVxnki ne国外热成象通用组件(TICM)的发展状况柳圭如【摘要】本文一般性地描述英、美、西德等国热成象通用俎件的发展井

11、崇、使 用热成红通用伽件的优点、热成象通用纽件的研制与应用及热成纟迫用级件计划所 面临的问題等。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、发展热成象通用组件的背景红外热成象技术已为许多国家，持别是 先进国家的军事部门所重视，仅就北大西洋 公约组织(NATO)

12、而育，预计在今后十年 左右，将生产数以万计的热象仪装备各种部 队。军事部门对红外热成象系统的需耍量越 来越大，而冃前的红外热成象系统均足由 各厂家自行研制、发展的，所用部件与工作 体制也因型而异，这不仅导致系统的造价昂 贵，而且难于大批撥地投入生产以满足需 要。另外，红外热成象系统的规格不统一， 给使用单位在运用和维修等方而也造成一定 麻烦。为了寻求解决热成象系统供求之间的 不协调，以及由此产生的一些其它问题，最 近几年，一些先进国家如英、美、西德等都 把发展热成象通用组件的设想提上了议事口 程。二、使用热成象通用组件的优点归纳起来，使用热成象通用组件，有如 下儿方面的优越性，1. 可以集中全

13、国的优势力量，发展政 府的中心计划。2. 使用统一的标准零部件可使系统造 价大为降低。3. 由于组件规格致，因此系统的逻 辑线路、维修原理及维修辅助设备基本相 同，对系统使用者的培训亦相似，故能使 陆、海、空三军及三军的后勤工作和维修工 作相应地大大简化。4通用组件较易集中现代技术最新发 展成果。通过兼容这些最新技术成果可使热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我们在TQ-16机上编制了上述处理方法的程序。然后，我们用计算机来完成一幅数字 图象与一矩形函数的卷积，荻得一栩模糊图象，再用我们所编制的这些程序对模糊图象