Hvordan man skal beregne punktspredefunksjon

Du får en MR av skadet kneet; du skanne inn en side fra en bok; du ser på din venns webkamera bilde som du chatter. Alle disse situasjonene har bildesystemer: fysiske systemer som samler energi og gjør et todimensjonalt kart av endringene i intensitet. Kvaliteten av det endelige bilde, avhenger av kvaliteten på det bildedannende system. En måte å effektivt representerer bildeytelse er en mengde som kalles punktspredefunksjon. Punktspredefunksjonen er den målte utgangs av et avbildningssystem som svar på en impuls: en pigg av energi i den minste mulige sted. Det er vanskelig å arrangere den slags en inngang scene, så det er mer vanlig å anslå punktspredefunksjon på andre måter.

Bruksanvisning

1 Orient kameraet slik at grensen mellom de to ulike scene regioner på linje vertikalt i forhold til kameraet.

2 Spill et bilde av scenen. Dette kan være et satelittbilde av to tilstøtende jordbruksområder, en X-ray av en firkantet plastplate holdt i en avbildning skuff, eller et digitalt kamera bilde av en hvit indeks kortet på et ark av svart bygging papir.

3 Overføre bildet til en numerisk array. Du trenger noen metode for å se på en numerisk representasjon av bildet. Hvis du tar et webcam bilde og konvertere den til en bmp (bitmap-fil), vil du ende opp med en binær fil som du kan åpne med en hex editor, tilgjengelig på nettet.

4

Finne de rader som tilsvarer en region hvor de bilde overganger fra en intensitet til et annet. Pikslene i denne raden kunne ha et mønster noe sånt som dette: 123, 121, 132, 186, 214, 214. Det vil være mange flere piksler, men du trenger bare lese piksler nær området der lesing er betydelig endring.

5 Gjennomsnittlig flere rader sammen. Dette vil jevne ut effekten på grunn av pikslene ikke stille opp perfekt med den vertikale kolonne av piksler. For eksempel å gå med målinger over, du har kanskje et par andre rekker, for eksempel: 122, 122, 158, 205, 212, 213; og en annen: 121, 123, 143, 194, 212, 211. Snitt alle tre rader medfører: 122, 122, 145, 195, 213, 212.

6 Beregn den absolutte verdien av endringen fra piksel til piksel i gjennomsnitt. For eksempel problem, er endringene: 122-122 = 0, 145-122 = 23, 195-145 = 50, 213-195 = 18, 213-212 = 1.

7 Beregne den gjennomsnittlige intensitet i hver av de to regioner, deretter finne den intensitetsforskjell. Gjennomsnittet i den lavere intensitet område er 122, i den høyere, er det 212. Forskjellen er 90.

8 Del forskjellene beregnet i trinn 6 av forskjellen beregnet i trinn 7. For eksempel problem, dette er 0/90, 23/90, 50/90, 18/90, 1/90 = 0, 0,25, 0,56, 0,20, 0,01. Det er anslått PSF i horisontal retning.

9 Gjenta fremgangsmåten for en horisontal linje i bildet for å få PSF i vertikal retning. Multiplisere PSF (x) ganger PSF (y) for å få PSF (x, y).

Hint

• Selv om du kan åpne en digital fil med et bilderedigeringsprogram, er det lettere hvis du kan åpne filen i en analyse program som MATLAB.
• Det er mange avhandlinger, teser, bøker og andre prosedyrer skrevet om estimering og måling av PSF. Fremgangsmåten beskrevet her er enkel, men også ikke så nøyaktig som de mer kompliserte metoder. En komplikasjon: ikke hver PSF er separable inn i en horisontal og vertikal komponent. Prosedyren fungerer fortsatt, men å kombinere dem på slutten er ikke så enkelt.