1.一种利用边缘分析的图像MTF估计方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)盲估计点扩散函数
对于图像,其常用的退化模型表示为:
上式中观测退化图像I,f是原始场景即清晰景物,h即为点扩散函数PSF,N为噪声, 是卷积符号;PSF即为Point Spread Function;
在输入观测退化图像I的情况下,进行点扩散函数PSF的估计即h的估计,忽略N的影响;
(1-a):首先,利用双边滤波器进行图像滤波,观测退化图像I经双边滤波器后,得到去除噪声和波纹的图像g;
在这里,双边滤波器是一个从局部操作的过程,其主要方程如下:上式中,Ω是局部区域,也可称作支持域;(i,j)是像素坐标,且它是局部区域Ω的中心,p代表局部区域Ω中的任意像素;在这个公式中,Ip表示p处的像素强度值,并且Gs[Ds(p),σs]与Gv[Dv(p),σv]是两个高斯函数;归一化的因子M(i,j)定义为:高斯函数Gs[Ds(p),σs]是为空间约束设计的,Ds(p)是尺寸,σs是标准差或偏差;Ds(p)代表(i,j)与p之间的空间距离,用像素表示;而Gv[Dv(p),σv]为像素强度约束,Dv(p)是尺寸,而σv是标准差或偏差;Dv(p)是像素(i,j)与p之间的强度距离:Dv(p)=|I(i,j)-Ip|
(1-b):对步骤(1-a)中的结果,进而利用加权均方最小二乘滤波WLS方法滤波,得到具有强烈边缘的图像g1;WLS即为Weighted Least Square;
WLS滤波器对g进行滤波,滤波后图像g1:g1=(κ+λH)-1g
这里 Dx与Dy代表差分算子,κ表示单位矩阵;平滑加权因子wx和wy定义为:
其中(g)L定义为g的log操作,参数a可以控制梯度的变化能力,而ε是一个正常数,为了避免计算中的病态;
(1-c):从步骤(1-b)中,获取具有强烈边缘的图像g1,结合观测退化图像I及g1,用PSF估计算法得到相对精确的PSF;
PSF求取式子如下:
在上式中,β为Tikhonov正则化能量约束的系数;
于是,可以将PSF求取式子写成矩阵的形式:其中A是上式中g1的Toeplitz矩阵形式,b为I的列堆砌的向量形式,求解上式可以得到:(ATA+βκ)h=ATb
用共轭梯度法求上式中的h;初始的PSF可用尺寸为S×S,标准差为0.0001的高斯核;
于是,获得了PSF的估计,即求解获得了h;
(2)从PSF计算获取MTF;
从步骤(1)中获取了PSF h,对h进行傅里叶变换:H=FFT(h)
h对应到频域为H,而FFT为傅里叶变换;
假设坐标(x,y)为H的中心,截取主对角线;从左上角到(x,y)刚好是主对角线的一半,其分布即为MTF的分布;
画出MTF曲线图,纵坐标为值即左上角到(x,y)的一系列数值,而横坐标为数值个数,可归一化。