最新第5章图像的复原与重建课件PPT.ppt 102页

'第5章图像的复原与重建 第五章图像的复原与重建5.1图像退化模型5.25.35.45.5 第五章图像复原与重建5.1图像退化模型5.1.1图像的退化图像的退化是指图像在形成、传输和记录过程中,由于成像系统、传输介质和设备的不完善,使图像的质量变坏。图像复原就是要尽可能恢复退化图像的本来面目,它是沿图像退化的逆过程进行处理。图像复原和图像增强有相同之处,即都是要改善图像质量,不同之处在于,图像增强是主观的处理,要借助人的视觉系统或者具体的应用结果以获得“较好”的图像,而图像复原则大部分是客观的处理,其主要针对在某种情况下退化的图像,利用退化现象的某种先验知识来重建或者恢复原始图像。典型的图像复原是根据图像退化的先验知识建立一个退化模型,以此模型为基础,采用各种逆退化处理方法进行恢复,得到质量改善的图像。图像复原过程如下：找退化原因→建立退化模型→反向推演→恢复图像可见,图像复原主要取决于对图像退化过程的先验知识所掌握的精确程度,体现在建立的退化模型是否合适。 1、高斯噪声噪声灰度随机变量用概率密度来刻画 2、均匀噪声 3、脉冲噪声噪声脉冲可以是正的或负的一般假设a和b都是“饱和”值双极性脉冲噪声也称椒盐噪声 退化模型H：退化过程n(x,y)：加性噪声（统计特性已知）如果H是一个线性、位置不变性的过程,则在空间域中给出的退化图像可由下式给出：则退化图像可表示为g（x,y）=f（x,y）*h（x,y）+n(x,y)或者基于卷积定理,在频域内表示如下：G（u,v）=H（u,v）F（u,v）+N（u,v）恢复图象：在给定g(x,y)和代表退化的H的基础上,得到对f(x,y)的某个近似。 对于图像和点扩散函数h(x,y)均匀采样就可以得到离散的退化模型。扩展不考虑噪声 周期延拓 f由各行堆列而成块轮换矩阵（每块都轮换标注）轮换矩阵 采用线性位移不变系统模型的原由：1）由于许多种退化都可以用线性位移不变模型来近似，这样线性系统中的许多数学工具如线性代数，能用于求解图像复原问题，从而使运算方法简捷和快速。2）当退化不太严重时，一般用线性位移不变系统模型来复原图像，在很多应用中有较好的复原结果，且计算大为简化。3）尽管实际非线性和位移可变的情况能更加准确而普遍地反映图像复原问题的本质，但在数学上求解困难。只有在要求很精确的情况下才用位移可变的模型去求解，其求解也常以位移不变的解法为基础加以修改而成。 5.3频率域恢复方法5.3.1逆滤波恢复法对于线性移不变系统而言对上式两边进行傅立叶变换得H(u,v)称为系统的传递函数。从频率域角度看，它使图像退化，因而反映了成像系统的性能。 通常在无噪声的理想情况下，上式可简化为则进行反傅立叶变换可得到f(x,y)。以上就是逆滤波复原的基本原理。1/H(u,v)称为逆滤波器。逆滤波复原过程可归纳如下:(1)对退化图像g(x，y)作二维离散傅立叶变换，得到G(u,v)；(2)计算系统点扩散函数h(x，y)的二维傅立叶变换，得到H(u,v);(3)逆滤波计算(4)计算的逆傅立叶变换，求得。 159 若噪声为零，则采用逆滤波恢复法能完全再现原图像。若噪声存在，而且H(u,v）很小或为零时，则噪声被放大。这意味着退化图像中小噪声的干扰在H(u,v)较小时，会对逆滤波恢复的图像产生很大的影响，有可能使恢复的图像和f(x,y)相差很大，甚至面目全非。但实际获取的影像都有噪声，因而只能求F(u,v)的估计值。再作傅立叶逆变换得 为此改进的方法有：①在H(u,v）=0及其附近，人为地仔细设置H-1(u,v)的值，使N(u,v)*H-1(u,v)不会对F（u,v）产生太大影响。下图给出了H(u,v)、H--1(u,v)同改进的滤波特性HI(u,v)的一维波形，从中可看出与正常的滤波的差别。②使H-1(u,v)具有低通滤波性质。即使 它的另一个重要特性就是位移性。用卷积符号*表示为因此还有二维线性位移不变系统如果对二维函数施加运算T[·],满足⑴⑵ 5.1.2系统的描述点源的概念事实上,一幅图像可以看成由无穷多极小的像素所组成,每一个像素都可以看作为一个点源成像,因此,一幅图像也可以看成由无穷多点源形成的在数学上,点源可以用狄拉克δ函数来表示。二维δ函数可定义为且满足它的一个重要特性就是采样特性。即当α=β=0时 它的另一个重要特性就是位移性。用卷积符号*表示为因此还有二维线性位移不变系统如果对二维函数施加运算T[·],满足⑴⑵ 则称该运算为二维线性运算。由它描述的系统,称为二维线性系统。当输入为单位脉冲δ(x,y)时,系统的输出便称为脉冲响应,用h(x,y)表示。在图像处理中,它便是对点源的响应,称为点扩散函数。用图表示为当输入的单位脉冲函数延迟了α、β单位,即当输入为δ（x–α,y–β）时,如果输出为h（x–α,y–β）,则称此系统为位移不变系统。 对于一个二维线性位移不变系统,如果输入为f（x,y）,输出为g(x,y),系统加于输入的线性运算为T[•],则有简记为上式表明,线性位移不变系统的输出等于系统的输入和系统脉冲响应（点扩散函数）的卷积。 下图表示二维线性位移不变系统的输入、输出和运算关系f（x,y）g（x,y）=f（x,y）*h（x,y）5.1.2图像退化的数学模型假定成像系统是线性位移不变系统,则获取的图像g(x,y)表示为g（x,y）=f（x,y）*h（x,y）f(x,y)表示理想的、没有退化的图像,g(x,y)是退化（所观察到）的图像。若受加性噪声n(x,y)的干扰,则退化图像可表示为g（x,y）=f（x,y）*h（x,y）+n(x,y)这就是线性位移不变系统的退化模型。退化模型如图所示h(x,y) 采用线性位移不变系统模型的原由：1）由于许多种退化都可以用线性位移不变模型来近似,这样线性系统中的许多数学工具如线性代数,能用于求解图像复原问题,从而使运算方法简捷和快速。2）当退化不太严重时,一般用线性位移不变系统模型来复原图像,在很多应用中有较好的复原结果,且计算大为简化。3）尽管实际非线性和位移可变的情况能更加准确而普遍地反映图像复原问题的本质,但在数学上求解困难。只有在要求很精确的情况下才用位移可变的模型去求解,其求解也常以位移不变的解法为基础加以修改而成。 寒证定义：指感受寒邪，或阴寒内盛，或阳气虚损所表现出的一类证候。 第一节表寒证定义：风邪之邪侵袭肌表所表现的症候。常由风寒袭表，腠理闭塞，或风邪袭表，腠理不固，营卫失和所致。 临床表现：恶寒、发热、头痛、苔薄白、脉浮。（一）表实寒证：寒证的临床表现+恶寒甚、无汗、身痛、鼻塞流清涕、气喘、脉浮紧。（二）表虚寒证：寒证的临床表现+恶风、自汗、鼻鸣干呕、脉浮缓。 二、治疗法则解表散寒 性味归经：辛，微苦，温，归肺膀胱经功效：发汗平喘，利水应用：1.风寒表实证2.咳嗽3.水肿用量用法：1.5-10克；生用发汗力强麻黄 桂枝性味归经：辛、甘，温。归心、肺、膀胱经。功效：发汗解表，温阳通阳。应用：风寒表虚证；调和营卫；温经通阳用量用法：3---10克 紫苏性味归经：辛，温。归肺、脾经。功效：发表散寒，解鱼蟹毒。应用：外感风寒表证；气滞胸闷；用量用法：3---10克 生姜性味归经：辛，微温。归肺、脾经。功效：发汗解表，温中止呕，温肺止咳。应用：风寒表证；胃脘冷痛；止呕用量用法：3---10克 香薷性味归经：辛，微温。归肺、胃经。功效：发汗解表，和中话湿，利水消肿。应用：外感风寒加暑湿证；脾虚水肿用量用法：3---10克 荆芥性味归经：辛，微温。归肺、肝经。功效：祛风解表，止血。应用：风寒表证；风疹瘙痒；止血用量用法：3---10克；止血—炒炭用 防风性味归经：辛、甘，微温。归膀胱、肝、脾经。功效：祛风解表，胜湿，止痛，解痉。应用：风寒表证；风热表证；风疹瘙痒；风痹；破伤风用量用法：3---10克 羌活性味归经：辛、苦、温。归膀胱、肾经功效：解表散寒；祛风胜湿；止痛应用：风寒表证；痹证；用量用法：3-10克 细辛性味归经：辛，温。归肺、胃经。功效：祛风，散寒止痛，温肺化饮，宣通鼻窍应用：风寒表证；痹证；止痛用量用法：1---3克反藜芦 白芷性味归经：辛，温。归肺、胃经。功效：解表，止痛，祛风盛湿，消肿排脓。应用：风寒表证；头痛；鼻渊；带下；皮肤瘙痒疮疡肿毒用量用法：3---10克 四、常见证型治要（一）风寒束表证临床表现：恶寒甚、或有发热，无汗、头身疼痛、或鼻塞留清涕、气喘苔薄白，脉浮紧。治疗方法：发表散寒。代表方剂：麻黄汤麻黄桂枝杏仁炙甘草 （二）风袭表疏证临床表现：发热、恶风、头痛、自汗出，或鼻鸣干呕，舌淡红，苔薄白，脉浮缓。治疗方法：疏散风邪，和营解表。代表方剂：桂枝汤桂枝白芍炙甘草生姜大枣 第二节里寒证定义：寒邪直中脏腑经络，阴寒内盛，或阳气虚衰所表现的症候。多因外感阴寒邪气，或因内伤久病，阳气耗伤，或过服生冷寒凉，阴寒内盛所致。 一、临床表现恶寒喜暖，面色苍白，肢冷倦卧，口淡不渴，痰涎，涕清稀，小便清长，大便稀溏，舌清苔白面润滑，咏迟或紧。 二、治疗法则温里散寒。 三、常用中药附子性味归经：辛，热；有毒。归心、肾、脾经功效：回阳求逆，补火助阳，散寒止痛。应用：亡阳证；脏腑阳气衰弱；心阳虚；肾阳虚；脾阳虚；痹证用量用法：3---15克 干姜性味归经：辛，热。归脾、胃、心、肺经。功效：温中，回阳，温肺化饮。应用：脘腹冷痛；胃寒呕吐；亡阳证；寒饮内停用量用法：3---10克止血—炮姜 肉桂性味归经：辛、甘，热。归肾、脾、心、肝经。功效：补火助阳，散寒止痛，温经通脉。应用：肾阳不足，命门火衰；脾肾阳虚：脘腹冷痛、食少便溏、下元虚冷；痛经闭经；寒湿痹痛；用量用法：2---5克 吴茱萸性味归经：辛、苦，热；有小毒。归肝、脾、胃经。功效：散寒止痛，疏肝下气，燥湿。应用：脘腹冷痛久泻与五更泻头痛呕吐吞酸外用止痛用量用法：1.5---5克 小茴香性味归经：辛，温。归肝、肾、脾、胃经。功效：祛寒止痛，理气和胃。应用：脘腹冷痛；痛经闭经用量用法：3---8克 高良姜性味归经：辛，热。归脾、胃经。功效：温中止痛。应用：脘腹冷痛；呕吐泻泄用量用法：3---10克 四、常见证型治要（一）寒滞经脉证临床表现：恶寒，肢体冷痛，拘急或麻木，肤色紫暗或苍白，苔白，脉弦紧。治疗方法：温经散寒，通阳止痛。代表方剂：乌头汤乌头麻黄芍药黄芪炙甘草白蜜 （二）寒滞胃脘证临床表现：胃脘冷痛，痛势急剧，喜温,呕吐清水，恶寒肢冷，苔白,脉弦紧。治疗方法：温胃散寒。代表方剂：良附丸高良姜附子 （三）寒滞心脉证临床表现：恶寒畏冷，心胸闷痛，遇冷痛增，得温痛减，苔白，脉沉迟或沉紧等。治疗方法：行气散寒，通阳宣痹。代表方剂：枳实薤白桂枝汤枳实厚朴薤白桂枝瓜蒌 （四）寒滞肝脉证临产表现：少腹冷痛，或阴器收引疼痛，或巅顶疼痛，遇寒痛增，得温痛缓，恶寒肢冷，呕吐清涎，苔白，脉弦紧。治疗方法：暖肝散寒，温阳行气。 代表方剂：1.天台乌药散乌药木香小茴香青皮高良姜槟榔川楝子巴豆2.吴茱萸汤吴茱萸人参大枣生姜 复习思考题麻黄、桂枝、干姜、附子的临床功效？小茴香、吴茱萸的临床功效？风寒束表证的临床表现、治法、方药？风袭表疏证的临床表现、治法、方药？ 热证定义：指感受火热阳邪，或阳热亢盛，或阴虚阳亢所表现出的一类证候。 第一节表热证定义：指风热之邪侵袭人体卫表的一类证候。多由风热之邪犯表，热郁肌凑，卫表失和所致。 一、临床表现发热微恶风寒，口微渴，少汗或无汗，或见头痛，咽痛，咳嗽等症，舌质边尖红，舌苔薄白，脉浮数。 二、治疗法则清热解表 三、常用中药薄荷性味归经：辛，凉。入肺、肝经。功效：疏散风热，清利头目，利咽，透疹应用：外感风热及温病初起；咽喉肿痛等风热壅盛之证；头痛、目赤等风热上攻头目之证；麻疹不透。用量用法：3---6克 牛蒡子性味归经：辛、苦，寒。入肺、胃经。功效：疏风散热，解毒透疹，利咽散肿。应用：外感风热证；麻疹初期；热毒疮肿及痄腮。用量用法：3---10克 桑叶性味归经：苦、甘，寒。入肝、肺经。功效：疏风清热，清肝明目。应用：外感风热证；肝经实热证；血热吐血轻证用量用法：6---12克 菊花性味归经：甘、苦，微寒。入肺、肝经。功效：散风清热，清肝明目。应用：外感风热及温病初起证；目赤肿痛；头痛、眩晕。用量用法：10---15克 柴胡性味归经：苦，微寒。入肝、胆经。功效：和解退热，疏肝解郁，升举阳气。应用：少阳证；项强头痛；胁肋胀痛；下痢，脱肛，子宫下垂，倦怠，短气。用量用法：3---10克 葛根性味归经：甘、辛，凉。入脾、胃经。功效：发表解肌，升阳透疹，解热升津。应用：风寒表证；风热表证；麻疹初起；腹泻；消渴。用量用法：9---15克 蝉蜕性味归经：甘，寒。入肝、肺经。功效：疏散风热，宣肺透疹，息风解痉，退翳明目应用：外感风热及温病初期；麻疹初期；风疹，皮肤瘙痒；小儿惊风，痉挛，夜啼，破伤风；目赤翳障，羞明涩痛，多泪。用量用法：3---6克 四、常见证型治要（一）风热犯表证临床表现：发热，微恶风寒，少汗，全身不适，头痛，口微渴，或有咽痛，舌边尖红，脉浮数。治疗方法：辛凉解表。代表方剂：银翘散连翘银花桔梗薄荷竹叶生甘草荆芥穗淡豆豉牛蒡子鲜芦根 （二）风热犯肺证临床表现：发热，微恶风寒，身痛或咽痛，咳嗽，气喘，舌尖红，苔薄黄，脉浮数。治疗方法：疏风清热，宣肺化痰。代表方剂；桑菊饮桑叶菊花杏仁连翘薄荷桔梗甘草芦根 第二节里热证定义：指邪热在里所表现出的证候。常因热邪由表传里；寒、湿等阴邪化热入里；热邪直入脏腑等所致。 一、临床表现身热，不恶寒但恶热，口渴喜冷饮，心烦或躁扰多言，面红目赤，小便色黄，大便干结，舌质红，苔黄，甚则焦燥干黑，脉滑数或洪数。 二、治疗法则以解热为主，辅以燥湿、凉血、息风、解毒等法。 （三）常见中药石膏辛、甘，大寒。归肺、胃经。功效：清热泻火，除烦止渴。应用：气分证；咳嗽痰稠，发热；头痛，牙龈肿痛等胃火上炎证；消渴；疮疡多脓之证。用量用法：15---60克 知母性味归经：苦、甘，寒。归肺、胃、肾经。功效：解热泻火，滋阴润燥。应用：温热证；阴虚火旺；咳嗽、痰黄或燥咳、痰稠之肺热，肺阴虚，消渴。用量用法：6---12克 栀子性味归经：苦，寒。归心、肺、三焦经。功效：泻心除烦，清热利湿，凉血解毒。应用：烦热郁闷，躁扰不宁，虚烦不得眠；黄疸等肝胆湿热郁结；热淋等下焦湿热；吐血，纽血，尿血等血热妄行。用量用法：6---9克 黄芩性味归经：苦，寒。归肺、胆、脾、大肠、小肠。功效：清热燥湿，泻火解毒，止血，安胎。应用：热病壮热不退；肺热咳嗽；湿热下痢；热淋；肿痛诸疮；胎热不安；吐血，咳血，纽血，便血，血崩。用量用法：3---9克清热—生用安胎—炒用清上焦热—酒芩止血—炒炭用 黄连性味归经：苦，寒。归心、胃、肝、大肠功效：清热燥湿，泻火解毒。应用：呕吐；泻痢；壮热，烦躁，神昏谵语。火毒痈疡；吐血，纽血。用量用法：1.5---4.5克 黄柏性味归经：苦，寒。归肾、膀胱、大肠经。功效：清热燥湿，泻火解毒，退虚热。应用：湿热痢疾；湿热黄疸；湿热带下；骨蒸盗汗痈肿疮疡，湿疹。用量用法：3---12克 大黄性味归经：苦，寒。归脾、胃、大肠、肝、心经。。功效：泻火通便，凉血解毒，逐瘀通经。应用：腹满疼痛，热结便秘；吐血，纽血，目赤，咽痛，牙龈肿痛；产后腹痛，血瘀经闭，跌打损伤。用量用法：3---12克泻下—生用化瘀—酒制止血—炒炭 龙胆草性味归经：苦，寒。归肝、胆、胃经。功效：清热燥湿，泻肝火。应用：湿热黄疸；阴肿阴痒；目赤肿痛，胸胁刺痛，耳聋耳鸣等肝经实热证。用量用法：3---6克 连翘性味归经：苦，微寒。归肺、心、胆经。功效：清热解毒，消痈散结。应用：外感风热或温病初起；高热，烦躁，神昏等热邪陷入心包证；痈疮肿毒。用量用法：6---15克 蒲公英性味归经：苦、甘，寒。归肝，胃经。功效：清热解毒，利湿通淋。应用：痈肿疮疡；目赤肿痛；湿热黄疸。用量用法：10---30克 金银花性味归经：甘，寒。归肺、胃、大肠经。功效：清热解毒。应用；热毒疮痈初发；外感风热或温病初期。用量用法：10---15克 板蓝根性味归经：苦，寒。归心、胃经。功效；清热解毒，凉血利咽。应用：喉痹肿痛，温毒斑疹，大头瘟疫，丹毒，疮毒，痄腮等温热疫毒；外感风热。用量用法；10---15克 白头翁性味归经：苦，寒。归大肠经。功效；清热解毒，凉血止痢。应用：痢疾（要药）用量用法：6---15克 生地黄性味归经；甘、苦，寒。归心、肝、肾经。功效；清热凉血，养阴生津。应用：热入营血；阴虚内热；吐血，纽血，便血，妇女崩漏等；热病伤阴；消渴。用量用法：10---30克 玄参性味归经；甘、苦，咸。归肺、胃、肾经。功效；凉血滋阴，泻火解毒。应用：温热病热入营分；咽喉肿痛；阴虚便秘。用量用法：10---15克 牡丹皮性味归经；辛、苦，微寒。归心、甘、肾经。功效：清热凉血，活血散瘀。应用：热入血分证；阴虚发热；吐血，纽血等；血滞经闭及恶血积聚作痛等证。创伤跌损；外痈。用量用法：6---12克 赤芍性味归经：苦，微寒。归肝经。功效；清热凉血，祛瘀止痛。应用：温病热在血分；瘀血积聚疼痛证；跌扑损伤；皮肤疮疖、热疮肿痛；目赤肿痛。用量用法：6---15克反藜芦 地骨皮性味归经：甘、淡，寒。归肺、肾经。功效：凉血除蒸，清泻肺热。应用：阴虚血热证；咳血，吐血，纽血，便血等；肺热证。用量用法：6---15克 四、常见证型治要（一）气分证临床表现：壮热烦渴，舌红苔黄，尿赤便结，脉洪或数。治疗方法：辛寒清热。代表方剂：白虎汤石膏知母甘草粳米 （二）营分证临床表现；身热夜甚，心烦不寐，时有谵语，斑疹隐隐，舌质红绛，脉细而数。治疗方法；清营解毒，透热养阴。代表方剂：清营汤水牛角生地元参竹叶心麦冬丹参黄连银花连翘 （三）血分证临床表现：壮热或低热，手足抽搐或蠕动，神昏谵语，斑疹隐隐，吐血衄血，舌质深绛。治疗方法：清热解毒，凉血散瘀。代表方剂：犀角地黄汤水牛角生地黄芍药牡丹皮 （四）热盛动风证临床表现：高热口渴，神昏谵语，四肢抽搐，角弓反张，舌红或绛，苔黄，脉弦或数。治疗方法：凉肝息风，增液舒筋。代表方剂：羚角钩藤汤羚角片霜桑叶京川贝鲜生地双钩藤滁菊花茯神木生白芍生甘草淡竹茹 （五）肺热炽盛证临床表现：发热口渴，咳嗽，气粗而喘，或有胸痛，咽痛，鼻煽气灼，便秘尿黄，舌红苔黄，脉数。治疗方法：清热泻肺。代表方剂：麻黄杏仁甘草石膏汤麻黄杏仁炙甘草石膏 （六）心火上炎证临床表现：心胸烦热，口渴面赤，心烦失眠，口舌生疮，甚则赤烂疼痛，舌红苔黄，脉数。治疗方法：清心泻火，导热下行。代表方剂：导赤散生地黄生甘草木通竹叶 （七）肝火上炎证临床表现：发热口渴，烦躁易怒，头痛，或目赤肿痛，或耳暴鸣暴聋，或吐血、纽血，面赤，舌红苔黄，脉弦数。治疗方法：清肝泻火。代表方剂：龙胆泻肝汤龙胆草黄芩栀子泽泻木通车前子当归生地柴胡生甘草 （八）胃火证临床表现：胃脘灼痛、喜冷，发热口渴，或口臭、牙龈肿痛、齿纽，便结尿黄，舌红苔黄，脉数。治疗方法：清胃凉血。代表方剂：生地当归身牡丹皮黄连升麻 （九）大肠热结证临床表现：发热口渴，大便秘结，腹胀硬满，疼痛拒按，舌红苔黄少津，脉沉数。治疗方法：泻热通便代表方剂：大承气汤。大黄厚朴枳实芒硝 （十）热毒蕴结证临床表现：火热壅盛成毒，肌肤等处生疮疖疔痈，红肿灼痛，化脓溃烂，发热口渴，舌红苔黄，脉数。治疗方法：清热解毒，消肿溃坚；活血止痛。代表方剂：仙方活命饮白芷贝母防风赤勺当归尾甘草节炒皂角刺炙穿山甲天花粉乳香没药金银花陈皮 复习思考题薄荷、银花、连翘、大黄的功效？石膏、知母、生地、黄连的功效？风热咳嗽用什么方剂？治疗肺热炽盛证的代表方剂是什么？治疗心火上炎证的代表方剂是什么？胃火炽热的胃脘疼痛、牙龈肿痛用什么代表方剂？'