纠正对焦不准照片的软件有没有开发价值呢?

偶然想起曾经听说的一个事情。
    很多照片因为对焦不准，结果图像模糊了。但是底片记录的目标信息经过适当的处理，可以还原出清晰的图像，等于当时就正确对焦拍照。这种技术在照相馆有应用，一些刑侦故事里也应用。
    于是拍拍脑袋设想一下:
    很多天文望远镜都有个合理（指成像足够清晰、明亮）的放大倍数上限，而且习惯上人都爱模仿肉眼成像的套路，在记录目标信息的照相底片、CCD等平面上投射尽量聚焦良好的图像。
    这里似乎有个硬件的空间分辨力局限的问题不好办——底片和CCD阵面上起感光、记录作用的单元，实际尺寸不能任意小，投影图像之中每个尺寸大致等于这些单元的部分（感光记录的时候）就只能记录为一个像素，以后再怎么处理得到的信息，得到的目标图像都没法有效地更微分了。
    但是，拍照时镜子并非只能尽量准确对焦地投影，而是能够作大大偏离对焦状态地投影，同时，能感光记录的投影面上的图像会明显大于良好对焦的时候（对应的照片上图像模糊，不是一般思路追求的成果，但也是打算一次成像不再处理时拒绝的），这种记录到的信息，其实也描述了目标的情况，只不过特殊在于不能直接给人眼展示“如果正确对焦会呈现的清晰图像”。
    又但是，这种成像的尺寸明显大于正确对焦状态，我推测它其实用很多个感光记录单元来记录了本来只有一个单元笼统记录的图像细节，如果这个推测没错的话，趁着信息处理技术目前的相对高水平和普及，故意拍摄对焦不准确的数码照片，把目标图像扩大，压到感光单元的阵面上，获得比正确对焦状态更多的细节信息，再捣鼓那些原始信息处理步骤，确定图像之中更微分的真实的细节情况，最后在进行图像化的目标情况描述（大白话就是加工成照片）时，按“模拟正确对焦状态的投影成像”模式，展示不原始的但同样正确表现目标感官性状的“膨胀图像”，会不会等效于成功放大呢?
    纯属推测，没有整过虚焦照片矫正的名堂，仅供参考吧。

已经有辅助调焦的软件呀，如DSLR Focus

但是一直都只听到想办法对焦的话头，没感觉到故意搞模糊扩大的，是为接近正确对焦的有点模糊照片服务的么? 或者本来也可以对付故意大模糊却不愿用?

虚焦矫正软件也有，忘记叫啥名字的，手段不过是通过不同比例的锐化得出……不要相信电影电视里的那种手段，除非是清楚的照片故意处理模糊，这样才可逆。当然，当一个模糊区域缩小到一定比例（超过肉眼分辨率），肉眼会认为是清楚的。很好的一个例子就是手机拍照的图片。无论是CCD，CMOS还是银盐，在数码化处理的时候，越靠近焦点的图片，越容易处理。因为如果想模糊的后，后期随便弄个高斯模糊之类的就可以了。

应该探讨一下用图像恢复技术(IMAGE RESTORATION)
离焦的星点成像好像是一个贝赛尔函数(如果我没记错的话) 。那就是所谓的点扩展函数了。
离焦的星点成像的半径应该是唯一要确定的参数。

原帖由 千眼观音 于 2008-4-7 23:31 发表

                               
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偶然想起曾经听说的一个事情。
    很多照片因为对焦不准，结果图像模糊了。但是底片记录的目标信息经过适当的处理，可以还原出清晰的图像，等于当时就正确对焦拍照。这种技术在照相馆有应用，............    于 ...

怎么没听说过照相馆有这种技术？？

原则上讲，把虚焦的图象用点扩散函数反卷积一下就能得到原来的图象，在数学上（对于一些好的点扩散函数）是可逆的。
但是实际上，由于胶片或ccd的颗粒大小、灰度层次等是有限的，所以这个过程是不可逆的。也就是说，虚焦之后会丢失信息，恢复回来的总是更糟糕一些。
至于所谓的“放大”，是假象。因为原来像上的两个临近点的成像位置中心并不因虚焦而远离。而且它们会更加的重叠，反而会把本来能够分辨开的两个点拖入瑞利判据的泥潭……

我也在向相同的问题，学习学习，等待高手解答！

个人认为这种软件是不可能做出来的。
如果是一个点好办，如果是一个面就无解了。

原帖由 bearcat 于 2008-4-8 14:02 发表

                               
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原则上讲，把虚焦的图象用点扩散函数反卷积一下就能得到原来的图象，在数学上（对于一些好的点扩散函数）是可逆的。
但是实际上，由于胶片或ccd的颗粒大小、灰度层次等是有限的，所以这个过程是不可逆的。也就是说，虚焦之后会丢失 ...

提出一种不成熟的猜想。
离焦本身并不丢失信息，而是在随后的数字化过程。理论上，原象点的信息分散到弥散圆中的每个象素，而每个象素包含的信息就必然很弱，在亚灰度级的信息就会在量化过程中丢失。也许用16位采样能会好很多。
还有，离焦的弥散园未必是圆的，而取决于快门的形状，镜头的结构。
总之，太多的不确定因素，很难

就算完全不丢失信息也不太可能。假设有某CCD上只有9个点：
1　2　3
4　5　6
7　8　9
那么对于5＃来说他的信息将会分布在1－9这9个点上。要解出来就要解一个9元高次方程。如果不是9个点，而是640×480的一张30万像素的图，由于所有的点之间都有联系就要解30万元的高次方程了。

溜达了一下，确实挺困难的，简直就是矩阵革命，信息技术的发展还是不够高啊。有个简介贴子：
http://club.pchome.net/topic_2_9_189164.html

另外想到哈勃照片的处理，估计是用了很庞大的硬件和很长时间加工数据的。

再想到个情况，对付的频段太宽的话应该更复杂，那么就得先解决单色照片了，总比全彩的简单些，然后再叠合成彩色片（哈勃照片经常注明是某几种单色照片的叠合，会不会是这个原因呢）；
再一个就是要解决信息的记录了，避免丢失太多的内容，这样才可以在后续处理中有价值；
还有一个，同一台镜子只改变对焦的准确程度，各拍几张，估计有点比对的价值，帮助确定设备对成像影响的规律吧? 不至于面对唯一的照片头痛猜测仪器的工作参数。也许现在不能利用，以后技术发展了，可能成为有用的历史资料呢......

到处都没有这样整的么?我倒没注意调查过。
    忘了啥时候看的啥电视节目曾经介绍过的，人在折腾一台PC模样的电脑，或者也是初步的试验吧。另外忘了在啥书上（实在是习惯性的不记书名，可能是在书店赖书看的吧）有挺系统的原理介绍，大概就是上面几个楼里说的方法，但是额外引入一个现成的透镜系统来处理图像，貌似说这样可以协助确定照片拍摄时仪器的影响规律。