Các dạng bộ lọc thông tần số thấp Ideal Lowpass Filters Butterworth Lowpass Filters Gaussian Lowpass Filters 21 TS.. Các dạng bộ lọc thông tần số thấp Ideal Lowpass Filters 23 TS
Trang 1Xử lý ảnh số và video số
Tuần 8: Hồi phục ảnh dựa vào miền tần số
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 28 Hồi phục ảnh
8.1 Giới thiệu
8.2 Mô hình nhiễu
8.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
2
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 48.1 Giới thiệu
• Phát biểu bài toán
- Giả sử có ảnh bị suy giảm , hàm suy giảm
hàm nhiễu
- Cần xác định ảnh ước lượng của ảnh gốc
- Ảnh suy giảm được mô phỏng trong miền không gian:
- Ảnh suy giảm được mô phỏng trong miền tần số:
4
TS Lý Quốc Ngọc
) ,
( y x
) ,
( y x
) ,
( ' x y f
) ,
( )
, (
* ) ,
( )
,
) ,
( )
, (
* ) ,
( )
,
Trang 58.2 Mô hình nhiễu
• Đặc trưng cho nhiễu là hàm mật độ xác
suất thể hiện sự phân bố mức xám của
nhiễu
• Các loại nhiễu tiêu biểu
• Gaussian noise, Rayleigh noise, Erlang
Uniform noise, Impulse (salt-and-pepper)
noise
5
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 61 )
Trang 7a z
e a
z b z
p
b a
z
0
) (
2 )
(
/ ) ( 2
Trang 80
0 )!
1 (
z
a z
p
az b
b
Trang 90 )
(
z
z
ae z
p
az
Trang 100
a
1 )
p
Trang 110
)
a
b z
P
a z
P z
p
Trang 12) ,
Trang 138.2 Mô hình nhiễu
Degradation modeling
Uniform linear motion
thành phần chyển động theo phương
13
TS Lý Quốc Ngọc
) ( ),
( t y t
T bt
t y
T at
t
xo( ) / , o( ) /
) (
)]
(
sin[
) (
) ,
vb ua
T v
Trang 158.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
Lowpass Filters
Highpass Filters
Inverse Filtering
Wierner Filtering
Constrained Least Squares Filtering
Geometric Mean Filter
15
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 168.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.1 Phép biến đổi Fourier rời rạc
Phép biến đổi thuận rời rạc
Phép biến đổi ngược rời rạc
16
TS Lý Quốc Ngọc
1 , ,
1 , 0
1
, , 1
, 0
, 2
exp )
, (
1 )
M u
N
vy M
ux i
y x
f MN
v u
x
N y
1 , ,
1 , 0
1
, , 1
, 0
, 2
exp )
, ( )
, (
1 0
M x
N
vy M
ux i
v u F y
x f
M x
N y
Trang 178.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.1 Phép biến đổi Fourier rời rạc
Đặc trưng của phép biến đổi Fourier rời rạc
, ( )
, ( u v R u v iI u v
) , ( )
, (
| ) , (
) ,
( arctan
) ,
(
v u R
v u
I v
u
Trang 188.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.1 Phép biến đổi Fourier rời rạc
) , (
1 )
0 , 0
x
N y
y x
f MN
F
| ) ,
(
|
| ) , (
| F u v F u v
H F h
Trang 198.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
) , ( ) ,
(
1 )
, (
* ) ,
m
N n
n m h
n y
m x
f MN
y x h y
x
f
) , ( )
, ( )
, (
* ) , ( x y h x y F u v H u v
Trang 208.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.2 Lọc trong miền tần số
Nguyên lý
20
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 218.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.3 Các dạng bộ lọc thông tần số thấp
Ideal Lowpass Filters
Butterworth Lowpass Filters
Gaussian Lowpass Filters
21
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 228.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
) 2 / (
) 2 / (
) , (
) , (
0
) , (
1 )
, (
N v
M u
v u D
D v
u D if
D v
u D
if v
u H
Trang 238.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.3 Các dạng bộ lọc thông tần số thấp
Ideal Lowpass Filters
23
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 248.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.3 Các dạng bộ lọc thông tần số thấp
Ideal Lowpass Filters
24
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 258.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
) 2 / (
) 2 / (
) , (
/ ) , ( 1
1 )
, (
N v
M u
v u D
D v
u D
v u
Trang 268.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.3 Các dạng bộ lọc thông tần số thấp
Butterworth Lowpass Filters
26
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 278.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.3 Các dạng bộ lọc thông tần số thấp
Butterworth Lowpass Filters
27
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 288.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
) 2 / (
) 2 / (
) , (
) ,
N v
M u
v u D
e v
Trang 298.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.3 Các dạng bộ lọc thông tần số thấp
Gaussian Lowpass Filters
29
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 308.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.3 Các dạng bộ lọc thông tần số thấp
Gaussian Lowpass Filters
30
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 318.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.4 Các dạng bộ lọc thông tần số cao
Ideal Highpass Filters
Butterworth Highpass Filters
Gaussian Highpass Filters
Laplacian in Frequency Domain
31
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 328.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
) 2 / (
) 2 / (
) , (
) , (
1
) , (
0 )
, (
N v
M u
v u D
D v
u D if
D v
u D
if v
u H
Trang 338.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.4 Các dạng bộ lọc thông tần số cao
Ideal Highpass Filters
33
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 348.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.4 Các dạng bộ lọc thông tần số cao
Ideal Highpass Filters
34
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 358.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
) 2 / (
) 2 / (
) , (
) , ( /
1
1 )
, (
N v
M u
v u D
v u D D
v u
Trang 368.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.4 Các dạng bộ lọc thông tần số cao
Butterworth Highpass Filters
36
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 378.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.4 Các dạng bộ lọc thông tần số cao
Butterworth Highpass Filters
37
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 388.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
) 2 / (
) 2 / (
) , (
1 )
,
N v
M u
v u D
e v
Trang 398.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.4 Các dạng bộ lọc thông tần số cao
Gaussian Highpass Filters
39
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 408.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
8.3.4 Các dạng bộ lọc thông tần số cao
Gaussian Highpass Filters
40
TS Lý Quốc Ngọc
Trang 418.3 Lọc nhiễu trong miền tần số
(
) , ( )
( )
,
(
2 2
1 2
2 2
2
v u F
v u
y x
f
v u F
v u
y x