點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為矩形函數(shù)時(shí)模糊圖象的復(fù)原

1、點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為矩形函數(shù)時(shí)模糊圖象的復(fù)原田興義對(duì)于一個(gè)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(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，/)的卷積，g(x,y)=/(x,/)* h(*,y)當(dāng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為矩形函數(shù)時(shí)，在空間域中直接復(fù)原圖象比在變換域中復(fù)原圖象簡(jiǎn)便得多。本 文討論在空間域中復(fù)原圖象的方法。一用數(shù)字卷積掩模復(fù)原圖象我們考慮一維情況，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)是相機(jī)相對(duì)于圖象作勻速直線運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的矩形函數(shù)。 IV-Swindell根據(jù)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的寬度制作了一個(gè)模片。他用一個(gè)非相干光學(xué)模擬圖象處理 機(jī)完成這個(gè)模片與険糊圖象的卷積來(lái)實(shí)現(xiàn)圖象復(fù)原。我們?cè)跀?shù)字圖象處理中按下述方法構(gòu)造 -個(gè)數(shù)

2、字卷積掩模，設(shè)清晰圖象為： /(/)2 0,1, 2,“,(1 / = 0 , 1.4/點(diǎn)擴(kuò)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(diǎn)擴(kuò)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(jì)算機(jī)實(shí)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(kāi)來(lái)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(fù)片圖象。如果適當(dāng)選擇數(shù)字卷積掩模的數(shù)字寬度使厶M + 厶十 M+ 1AN,正負(fù)圖象就完全分開(kāi)。在我們的實(shí)際工作中，為了使負(fù)片圖象同時(shí)顯示出來(lái)， 還將數(shù)字卷積掩模與模糊圖象卷積的結(jié)果加上一個(gè)適當(dāng)?shù)某?shù)蟲(chóng)：g （加）=怡（萬(wàn)）* g （m）+蟲(chóng)=A+ f （m）

4、 - f - （LM + L + M+ 1）整個(gè)卷積運(yùn)算過(guò)程如圖所示，二用空間微分法復(fù)原圖象由勻速玄線運(yùn)動(dòng)引起圖象模糊的點(diǎn)擴(kuò)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(dāng)圖象/（%）在某個(gè)區(qū)間（O/XMX）以外為零（或?yàn)槿我庖阎担r(shí)，Ra

5、fael C. Conzates等人導(dǎo)出了復(fù)原這種圖象的算法2】。在我們的實(shí)際工作中直接根據(jù)模糊圖象的微 分圖象更為簡(jiǎn)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(jiàn)，模糊圖象的微分圖象由兩幅分開(kāi)來(lái)的圖象構(gòu)成，一幅是清晰圖象的正片圖象，一幅是 清晰圖象的負(fù)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(fù)片圖象是完 全分開(kāi)來(lái)的y如果圖象的寬度蟲(chóng)大于矩形函數(shù)的寬度a,則正負(fù)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(shí)/(*-。，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(guò)大引起的圖象模糊在數(shù)字圖象處理中，我們自己設(shè)計(jì)制作了一臺(tái)圖象輸入機(jī)。由于取樣脈沖不可能作得很 窄而使取樣寬度過(guò)大，導(dǎo)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(diǎn)擴(kuò)敖函 數(shù)仍舊是一矩形函數(shù)。我們?cè)趯?shí)際工作中要求圖象輸入機(jī)給出一些初始值，通過(guò)空間微分來(lái) 復(fù)原圖象。由于取樣脈沖在水平方向上復(fù)蓋了三個(gè)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(shí)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(jiàn)只要求出值/ ( 1 , j )、/ ( 2 , j )、/ ( 3 ,門(mén)，就可以求出整個(gè)清晰圖象/(i,/)0 為此圖象輸入機(jī)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(fù)蓋四個(gè)象素時(shí)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(gè)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(hù)）二£（刊呻仏）inrim17r 1994-2013 China Academic Journal l-lectronic Publishing I louse. All righty reserved, littp:/AvvAVxnki ne國(guó)外熱成象通用組件(TICM)的發(fā)展?fàn)顩r柳圭如【摘要】本文一般性地描述英、美、西德等國(guó)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(diǎn)、熱成象通用紐件的研制與應(yīng)用及熱成纟迫用級(jí)件計(jì)劃所 面臨的問(wèn)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(shù)已為許多國(guó)家，持別是 先進(jìn)國(guó)家的軍事部門(mén)所重視，僅就北大西洋 公約組織(NATO)

12、而育，預(yù)計(jì)在今后十年 左右，將生產(chǎn)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的熱象儀裝備各種部 隊(duì)。軍事部門(mén)對(duì)紅外熱成象系統(tǒng)的需耍量越 來(lái)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(dǎo)致系統(tǒng)的造價(jià)昂 貴，而且難于大批撥地投入生產(chǎn)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(yùn)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(diào)，以及由此產(chǎn)生的一些其它問(wèn)題，最 近幾年，一些先進(jìn)國(guó)家如英、美、西德等都 把發(fā)展熱成象通用組件的設(shè)想提上了議事口 程。二、使用熱成象通用組件的優(yōu)點(diǎn)歸納起來(lái)，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(guó)的優(yōu)勢(shì)力量，發(fā)展政 府的中心計(jì)劃。2. 使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)零部件可使系統(tǒng)造 價(jià)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(shè)備基本相 同，對(duì)系統(tǒng)使用者的培訓(xùn)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(yīng)地大大簡(jiǎn)化。4通用組件較易集中現(xiàn)代技術(shù)最新發(fā) 展成果。通過(guò)兼容這些最新技術(shù)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?cè)赥Q-16機(jī)上編制了上述處理方法的程序。然后，我們用計(jì)算機(jī)來(lái)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?qū)δ：龍D象