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Desenfoque de imagen

El desenfoque o degradación de una imagen puede deberse a muchos factores:

  • Movimiento durante el proceso de captura de imágenes, por la cámara o, cuando se utilizan largos tiempos de exposición, por el sujeto

  • La óptica fuera de foco, el uso de una lente gran angular, turbulencia atmosférica o un corto tiempo de exposición, lo que reduce el número de fotones capturados

  • Distorsión de luz dispersa en microscopía confocal

Una imagen borrosa o degradada se puede describir aproximadamente mediante esta ecuación.g = Hf + n

g

La imagen borrosa

H

El operador de distorsión, también llamado (PSF).función de extensión de puntos En el dominio espacial, el PSF describe el grado en que un sistema óptico desenfoca (difunde) un punto de luz. El PSF es la transformación inversa de Fourier de la función de transferencia óptica (OTF). En el dominio de frecuencia, el SOC describe la respuesta de un sistema lineal, invariable en la posición a un impulso. El OTF es la transformación de Fourier de la función de propagación de puntos (PSF). El operador de distorsión, cuando se incluye con la imagen, crea la distorsión. La distorsión causada por una función de dispersión de puntos es solo un tipo de distorsión.

f

La imagen verdadera original

Nota

La imagen no existe realmente.f Esta imagen representa lo que tendría si tuviera condiciones perfectas de adquisición de imágenes.

n

Ruido aditivo, introducido durante la adquisición de la imagen, que corrompe la imagen

Basado en este modelo, la tarea fundamental del desenfoque es desconvolver la imagen borrosa con el PSF que describe exactamente la distorsión. La desconvolución es el proceso de revertir el efecto de la convolución.

Nota

La calidad de la imagen desenfocada está determinada principalmente por el conocimiento del PSF.

Para ilustrar, este ejemplo toma una imagen clara y deliberadamente la desenfoca convolviendo con un PSF. En el ejemplo se utiliza la función para crear un PSF que simula un desenfoque de movimiento, especificando la longitud del desenfoque en píxeles, ( ) y el ángulo del desenfoque en grados ( ).fspecialLEN=31THETA=11 Una vez creado el PSF, el ejemplo utiliza la función para conferir el PSF con la imagen original, , para crear la imagen borrosa, .imfilterIBlurred Para ver qué tan desdibujante es lo contrario de este proceso, utilizando las mismas imágenes, consulte .Deblur imágenes con un filtro Wiener

I = imread('peppers.png'); I = I(60+[1:256],222+[1:256],:); % crop the image figure; imshow(I); title('Original Image');

LEN = 31; THETA = 11; PSF = fspecial('motion',LEN,THETA); % create PSF Blurred = imfilter(I,PSF,'circular','conv'); figure; imshow(Blurred); title('Blurred Image');

Funciones de desenfoque

La caja de herramientas incluye cuatro funciones de desenfoque, enumeradas aquí en orden de complejidad. Todas las funciones aceptan un PSF y la imagen borrosa como sus argumentos principales.

deconvwnr

Implementa una solución de mínimos cuadrados. Debe proporcionar información sobre el ruido para reducir la posible amplificación del ruido durante el desenfoque. Consulte para obtener más información.Deblur imágenes con un filtro Wiener

deconvreg

Implementa una solución de mínimos cuadrados restringida, donde puede colocar restricciones en la imagen de salida (el requisito de suavizado es el valor predeterminado). Debe proporcionar información sobre el ruido para reducir la posible amplificación del ruido durante el desenfoque. Consulte para obtener más información.Deblur imágenes con un filtro regularizado

deconvlucy

Implementa un algoritmo acelerado y amortiguado de Lucy-Richardson. Esta función realiza varias iteraciones, utilizando técnicas de optimización y estadísticas de Poisson. No es necesario proporcionar información sobre el ruido aditivo en la imagen dañada. Consulte para obtener más información.Adaptar la desconvolución Lucy-Richardson para varias distorsiones de imagen

deconvblind

Implementa el algoritmo de desconvolución ciega, que realiza el desenfoque sin conocimiento del PSF. Pasas como argumento tu conjetura inicial en el PSF. La función devuelve un PSF restaurado además de la imagen restaurada.deconvblind La implementación utiliza el mismo modelo de amortiguación e iterativo que la función.deconvlucy Consulte para obtener más información.Adaptar la desconvolución a ciegas para diversas distorsiones de imagen

Al utilizar las funciones de desenfoque, tenga en cuenta lo siguiente:

  • El desenfoque es un proceso iterativo. Es posible que deba repetir el proceso de desenfoque varias veces, variando los parámetros que especifique en las funciones de desenfoque con cada iteración, hasta que logre una imagen que, en función de los límites de su información, es la mejor aproximación de la original Escena. En el camino, debe hacer numerosos juicios sobre si las entidades recién descubiertas en la imagen son características de la escena original o simplemente artefactos del proceso de desenfoque.

  • Para evitar el "anillo" en una imagen desenfocada, puede utilizar la función para preprocesar la imagen antes de pasarla a las funciones de desenfoque.edgetaper Consulte para obtener más información.Evite el timbre en imágenes borrosas

  • Para obtener información sobre cómo crear sus propias funciones de desenfoque, consulte .Crea tus propias funciones de desenfoque