图像的中值滤波 (2)幻灯片.ppt

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1、图像的中值滤波第1页，共13页，编辑于2022年，星期五 图像的中值滤波是一种非线性的图像处理方法，它根图像的中值滤波是一种非线性的图像处理方法，它根据对邻域内像素按灰度排序的结果决定中心像素的灰度，据对邻域内像素按灰度排序的结果决定中心像素的灰度，这样，在一定条件下可以克服线性滤波带来的图像的细节这样，在一定条件下可以克服线性滤波带来的图像的细节模糊问题，而且对滤除噪声干扰及图像扫描噪声非常有效。模糊问题，而且对滤除噪声干扰及图像扫描噪声非常有效。第2页，共13页，编辑于2022年，星期五1、统计排序滤波器、统计排序滤波器 不同于线性滤波器，统计排序滤波器不是简单地利用模板对邻域内不同于线性

2、滤波器，统计排序滤波器不是简单地利用模板对邻域内像素灰度进行加权平均，而是通过对采样窗口内的奇数个像素的灰度数像素灰度进行加权平均，而是通过对采样窗口内的奇数个像素的灰度数值进行排序，并取出序列中位于中间位置的灰度作为中心像素的灰度。值进行排序，并取出序列中位于中间位置的灰度作为中心像素的灰度。图图1中列举了几种常用的采用窗口，由于中值滤波需要对采样窗口内像素中列举了几种常用的采用窗口，由于中值滤波需要对采样窗口内像素灰度数值进行排序并取中间位置的灰度作为结果，所以采样窗口通常覆盖奇灰度数值进行排序并取中间位置的灰度作为结果，所以采样窗口通常覆盖奇数个像素。数个像素。第3页，共13页，编辑于2

3、022年，星期五1234图图1 中值滤波的采样窗口中值滤波的采样窗口第4页，共13页，编辑于2022年，星期五 在算法的实现中，统计排序滤波器的采样窗口可以用模板来在算法的实现中，统计排序滤波器的采样窗口可以用模板来描述，如图描述，如图2所示，所示，14分别对应图分别对应图1中中4种采样窗口的模板。种采样窗口的模板。1 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 110 0 1 0 00 0 1 0 01 1 1 1 10 0 1 0 00 0 1 0 020 0 1 0 00 1 1 1 01 1 1 1 10 1 1 1 00 0 1 0 01 0

4、1 0 10 1 1 1 01 1 1 1 10 1 1 1 01 0 1 0 134第5页，共13页，编辑于2022年，星期五 在邻域处理过程中，统计排序滤波器可根据采样窗口模板在邻域处理过程中，统计排序滤波器可根据采样窗口模板逐一检查邻域内的像素，对模板上权值为逐一检查邻域内的像素，对模板上权值为1的位置对应的像素的位置对应的像素灰度一一保存，完成数据采样，再对采样得到的数据进行统计灰度一一保存，完成数据采样，再对采样得到的数据进行统计学处理，最终得到符合要求的结果。学处理，最终得到符合要求的结果。第6页，共13页，编辑于2022年，星期五基本原理：基本原理：中值滤波一般采用一个含有奇数个

5、点的滑动窗口，用窗口中值滤波一般采用一个含有奇数个点的滑动窗口，用窗口中各点灰度值的中值来代替中心点的灰度值。对于奇数个元素，中各点灰度值的中值来代替中心点的灰度值。对于奇数个元素，中值是指按大小排序后中间的数值；对应偶数个元素，中值是中值是指按大小排序后中间的数值；对应偶数个元素，中值是指排序后中间两个元素灰度值的平均值。指排序后中间两个元素灰度值的平均值。第7页，共13页，编辑于2022年，星期五1）中值滤波的要素：）中值滤波的要素：中值滤波的效果取决于两个要素：中值滤波的效果取决于两个要素：邻域的空间范邻域的空间范围和中值计算中涉及的像素数。围和中值计算中涉及的像素数。2）中值滤波的优点

6、：）中值滤波的优点：中值滤波能够在抑制随机噪声的同时不使边缘模糊。中值滤波能够在抑制随机噪声的同时不使边缘模糊。但对于线、尖顶等细节多的图像不宜采用中值但对于线、尖顶等细节多的图像不宜采用中值滤波滤波。第8页，共13页，编辑于2022年，星期五 中值滤波是对一个滑动窗口内的诸像素灰度值排序，用中值代替中值滤波是对一个滑动窗口内的诸像素灰度值排序，用中值代替窗口中心像素的原来灰度值，因此它是一种非线性的图像平滑法。窗口中心像素的原来灰度值，因此它是一种非线性的图像平滑法。例：例：采用采用13窗口进行中值滤波窗口进行中值滤波原图像为：原图像为：2 2 6 2 1 2 4 4 4 2 4处理后为：处

7、理后为：2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 它对脉冲干扰它对脉冲干扰及椒盐噪声的抑制效果好，在抑制随机噪声的同时能有及椒盐噪声的抑制效果好，在抑制随机噪声的同时能有效保护边缘少受模糊。但它对点、线等细节较多的图像却不太合适。效保护边缘少受模糊。但它对点、线等细节较多的图像却不太合适。对中值滤波法来说，正确选择窗口尺寸的大小是很重要的环节。对中值滤波法来说，正确选择窗口尺寸的大小是很重要的环节。一般很难事先确定最佳的窗口尺寸，需通过从小窗口到大窗口的中值一般很难事先确定最佳的窗口尺寸，需通过从小窗口到大窗口的中值滤波试验，再从中选取最佳的。滤波试验，再从中选取最佳的。第9页，共13页，编

8、辑于2022年，星期五 图图(a)为原图像；图为原图像；图(b)为加椒盐噪声的图像；图为加椒盐噪声的图像；图(c)和图和图 (d)分别为分别为33、55模板进行中值滤波的结果。模板进行中值滤波的结果。第10页，共13页，编辑于2022年，星期五q例有椒盐噪声的有椒盐噪声的朱家角朱家角风光风光用用3*33*3的滤波窗口对上图做中的滤波窗口对上图做中值滤波值滤波第11页，共13页，编辑于2022年，星期五图像的简单平滑、高斯平滑和中值滤波的对比：图像的简单平滑、高斯平滑和中值滤波的对比：图像简单平滑和高斯平滑，以这两种算法为代表的平滑线性滤波算法在消图像简单平滑和高斯平滑，以这两种算法为代表的平滑

9、线性滤波算法在消除离散型噪声方面，都采取的是将噪声的干扰分摊到整个邻域中的每个像素，除离散型噪声方面，都采取的是将噪声的干扰分摊到整个邻域中的每个像素，以此减少噪声点的影响，但这样做的代价就是图像清晰度的大量损失。以此减少噪声点的影响，但这样做的代价就是图像清晰度的大量损失。图像的中值滤波很好的解决了图像除噪的问题，不仅对孤立噪声点的图像的中值滤波很好的解决了图像除噪的问题，不仅对孤立噪声点的消除效果显著，对稍密集的噪声点或稍大的噪声点也有很好的去处效果。消除效果显著，对稍密集的噪声点或稍大的噪声点也有很好的去处效果。然而对于细节较多的图像，中值滤波处理也常常导致图像信息的丢失。然而对于细节较

10、多的图像，中值滤波处理也常常导致图像信息的丢失。第12页，共13页，编辑于2022年，星期五脉冲干扰脉冲干扰其强度很大，但持续时间较短，频带很宽。主要来其强度很大，但持续时间较短，频带很宽。主要来源之一是各种工业设备产生的电脉冲，如电焊火花、汽源之一是各种工业设备产生的电脉冲，如电焊火花、汽车、飞机启动和行驶中的打火，各种医疗、电气设备产车、飞机启动和行驶中的打火，各种医疗、电气设备产生的火花等。雷电也会引起脉冲的干扰。地球上平均每生的火花等。雷电也会引起脉冲的干扰。地球上平均每秒钟发生一百次雷电，它所引起的强烈的电磁波能传播秒钟发生一百次雷电，它所引起的强烈的电磁波能传播很远。很远。返回返回第13页，共13页，编辑于2022年，星期五