图像去噪方法
更新时间:2023-10-21 19:09:01 阅读量: 综合文库 文档下载
基于中值滤波的图像去噪方法
一、引言
图像的噪声种类有很多,脉冲噪声是其中最为常见的形式之一,比如图像在编码和传输中经过含噪声的线路或被电子感应噪声所污染时,其中使得图像降质的噪声主要是椒盐噪声,即正负脉冲噪声。脉冲噪声在图像中表现为一些灰度值很小的黑点或灰度值很大的白点,每个像点上的脉冲噪声通常在空间上是不相关的,且和原图像信号也无关。
长期以来,脉冲噪声的有效滤除一直是学者们研究的热点。图像滤波最初是以线性框架来实现的。然而,线性方法对概率分布为长拖尾的噪声滤除效果不佳,对图像的非平坦区域也很敏感,而非平坦区域在图像中是很常见的。线性滤波器会模糊边缘和结构,有时这比噪声的影响更严重。由于线性滤波器的这些缺点,人们现在常用非线性滤波器来滤除噪声。现在,虽然人类视觉的确切特性还未完全揭示出来,但许多实验表明,人类视觉系统的第一处理级是非线性的。非线性滤波器由于能够在滤除噪声的同时最大限度地保留图像信号的高频细节,使图像清晰、逼真,从而得到了广泛的应用和研究。在大量的非线性滤波器之中,基于次序统计的滤波器具有极好的稳健特性,该类非线性滤波器尽管难于分析,但概念简单易于实现,发展非常迅速,其中尤以中值滤波器最为出名。
中值滤波是广泛应用于去除脉冲噪声的一种非线性去噪方法,它是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术[1]。1971年,著名学者图基在他的开拓性论文中首先提出了中值滤波器的概念并应用在一维信号处理技术时间序列平滑中,后来人们又将其引入到二维图像信号处理技术中。这种滤波器的优点是运算简单、实现方便,而且速度较快,在一定的条件下可以克服线性滤波器如均值滤波等带来的图像细节模糊,而且对滤除脉冲干扰及图像扫描噪声最为有效[2]。
虽然标准中值滤波技术在衰减噪声的同时能较好地保护图像的边缘,但由于其仅考虑滤波窗内输入数据的排序信息,而未考虑到输入数据的时序源信息,故在图像处理中会产生边缘抖动,并会删除一些重要的图像细节,如点、细线、拐角等。为了解决标准中值滤波存在的问题,充分利用输入数据的排序和时序信息,进一步提高其滤波性能,研究人员从各方面对它进行了各种改进工作,相继推出了一些改进型的中值滤波算法,常用的有加权中值滤波[3]、多级中值滤波[4]、开关中值滤波[5]、自适应中值滤波[6]等。
二、原理方法
中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点的中值代替。设{xi,j,(i,j)∈I滤波定义如下:
2
}表示数字图像各点的灰度值,滤波窗口为A的二维中值
二维中值滤波的窗口形状和尺寸对滤波器效果影响很大。不同的图像内容和不同的应用要求往往选用不同的窗口形状和尺寸。常见的二维中值滤波窗口形状有线形、方形、圆形、十字形及圆环形等,其中心点一般位于被处理点上,窗口尺寸一般先用再取逐点增大,直到其滤波效果满意为止。一般来说,对于有缓变的较长轮廓线物体的图像,采用方形或者圆形窗口为宜,对于包含有尖顶角物体的图像,适用十字形窗口,而窗口的大小则以不超过图像中最小有效物体的尺寸为宜。
三、程序实现
I=imread('cameraman.tif');%读取图像
%J=imnoise(I,'gaussian',0,0.02);%加入均值为0,方差为0.005的高斯噪声 J = imnoise(I,'salt & pepper',0.02);%加入密度为0.02的噪声 subplot(2,2,1);imshow(I); title('原始图像');
subplot(2,2,2); imshow(J);
%title('加入高斯噪声之后的图像'); title('加入椒盐之后的图像');
%采用MATLAB中的函数medfilt2对受噪声干扰的图像进行中值滤波 K1=medfilt2(J); %模板尺寸为3
%采用MATLAB中的函数filter2对受噪声干扰的图像进行均值滤波 K2=filter2(fspecial('average',3),J)/255; % 模板尺寸为3 subplot(2,2,3);imshow(K1); title('中值滤波处理后图像'); subplot(2,2,4); imshow(K2); title('均值滤波处理后图像');
四、实验结果分析
加高斯白噪声处理结果:
原始图像加入高斯噪声之后的图像中值滤波处理后图像均值滤波处理后图像
加椒盐噪声处理结果:
原始图像加入椒盐之后的图像中值滤波处理后图像均值滤波处理后图像分析:对于高斯白噪声,均值滤波的去噪效果要比中值滤波的效果稍微好一些;而对于椒盐噪声,中值滤波的去噪效果明显要好于均值滤波。
五、结论
通过对中值滤波和均值滤波的研究,我们发现,不同的去噪算法适用于不同种类的噪声去除。
参考文献 [1] 张兆礼,赵春晖,梅晓丹 现代图像处理技术及Matlab实现[M] 北京:人民邮电出版社,
2001:171
[2] 夏良正,李久贤 数字图像处理(第二版)[M] 南京:东南大学出版社,2005:157-159 [3] D.R.K. Brownrigg. The weighted median filter[J]. Communication of the Association for Computing Machinery, 1984, 27(8):807-818.
[4] T. Sun, Y. Neuvo. Detail-preserving median based filters in image processing [J]. Pattern Recognition Letters, 1994, 15(4):341-347.
[5] D.A.F.Florencio, R.W.Schafer. Decision-based median filter using local signal statistics[C]. Proc SPIE Int Symp Visual Communications Image Processing. Chicago:IEEE, 1994:268-275.
[6] G.H.Hwan, R.A.Haddad. Adaptive median filters: new algorithms and results[J]. IEEE Trans. on Image Processing, 1995,4(4):499-502.
正在阅读:
图像去噪方法10-21
实习报告范文3000字_2022年毕业实习报告3000字【大学生】07-31
文明礼仪教案11-19
LPG储配站介绍10-16
九年级数学上册 第26章 解直角三角形达标检测卷 (新版)冀教版08-24
班主任技能大赛案例分析题库及答案11-10
ACS全文电子期刊平台.03-28
雨中飘荡的回忆02-14
各系列专业职称资格分类一览表.doc04-07
- 计算机试题
- 【2012天津卷高考满分作文】鱼心人不知
- 教育心理学历年真题及答案--浙江教师资格考试
- 20180327-第六届“中金所杯”全国大学生金融知识大赛参考题库
- 洪林兴达煤矿2018年度水情水害预测预报
- 基本要道讲义
- 机电设备安装试运行异常现象分析与对策
- 《有机化学》复习资料-李月明
- 非常可乐非常MC2--非常可乐广告策划提案 - 图文
- 2011中考数学真题解析4 - 科学记数法(含答案)
- 企业人力资源管理师三级07- 09年真题及答案
- 基于单片机的光控自动窗帘控制系统设计说明书1 - 图文
- 20160802神华九江输煤皮带机安装方案001
- (共53套)新人教版一生物必修2(全册)教案汇总 word打印版
- 2014行政管理学总复习
- 中国银监会关于加强地方政府融资平台贷款风险监管的指导意见
- 民宿酒店核心竞争与研究
- 游园活动谜语大全2012
- 河南省天一大联考2016届高三英语5月阶段性测试试题(六)(A卷)
- 小型超市管理系统毕业论文详细设计4
- 图像
- 方法
- 过加强对应收账款的管理制度和应收收账相关政策的制定和对应收账款的控制
- 《月光曲》语文教学说课稿
- 相交线和平行线典型例题及拔高训练(附答案)
- 车用汽油抗爆剂综述
- 物流与供应链管理霍 课后题
- 九年级物理 16.4热机讲学稿(无答案) 人教新课标版
- 统计术语与热点问题解读试卷1
- 教育部办公厅关于开展“体育、艺术2+1项目”实验工作的通知 - 图文
- 东北师范中外学前教育史16秋在线作业2
- 公路工程参建单位工作总结报告
- 经管学院党委书记蒋团标教授证婚词 - 图文
- 无损检测超声波检测二级试题库(UT) - 图文
- 103规约的解释和举例
- 建筑施工现场处置方案范例
- 突发环境事件应急预案专家评估意见表
- 2011年12月英语四级真题及答案解析完整版
- 异形柱结构设计特点及应用分析
- 学前卫生学00385自考复习资料
- HP 3PAR存储日常管理手册
- 建筑施工安全事故案例分析 五个不同案例 - 图文