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自适应中值滤波算法在图像处理中的应用
2013年第3期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
  摘 要:为了比较自适应中值滤波相对于传统中值滤波在滤除数字图像中噪声时的优缺点,文章通过Matlab实现了中值滤波和自适应中值滤波仿真,分析了两种算法的滤波效果,从而从主观图像和客观参数上反映了自适应中值滤波算法的优越性,得到了它比传统中值滤波算法具有较好的图像去噪和细节保护性能的结论。 中国论文网 /8/view-4087597.htm  关键词:中值滤波;自适应中值滤波;Matlab仿真;滤波效果   中图分类号:TP391.41 文献标识码:A 文章编号:(1-02   0 引 言   常规中值滤波去除脉冲噪声的性能受滤波窗口尺寸的影响较大,而且它在抑制图像噪声和保护细节两方面存在一定的矛盾:滤波窗口越小,就可较好地保护图像中某些细节,但滤除噪声的能力会受到限制;反之,滤波窗口越大,就可加强噪声抑制能力,但对细节的保护能力会减弱,有时会滤去图像中的一些细线、尖锐边角等重要细节,从而破坏图像的几何结构。这种矛盾在图像中噪声干扰较大时表现得尤为明显。根据经验,在脉冲噪声强度大于0.2时,常规中值滤波效果就不令人满意。但是,由于常规中值滤波器所使用的滤波窗口大小是固定不变的,所以,在选择窗口大小和保护细节两方面只能做到二选一,这样,矛盾就始终不能解决。因此,需要寻求其他的改进算法来解决这一矛盾。   1 自适应中值滤波算法   自适应中值滤波器的滤波方式和常规的中值滤波器一样,都使用一个矩形区域的窗口Sxy,不同的是在滤波过程中,自适应滤波器会根据一定的设定条件改变(即增加)滤波窗的大小,同时当判断滤波窗中心的像素是噪声时,该值用中值代替,否则不改变其当前像素值,这样用滤波器的输出来替代像素(x,y)处(即目前滤波窗中心的坐标)的值。自适应中值滤波器可以处理噪声概率更大的脉冲噪声,同时能够更好地保持图像细节,这是常规中值滤波器做不到的。自适应中值滤波总体上可以分为三步:第一步是对图像各区域进行噪声检测;第二步是根据各区域受噪声污染的状况确定滤波窗口的尺寸;第三步是对检测出的噪声点进行滤波。   自适应中值滤波算法由两个部分组成,称为第一层(Leve1A)和第二层(Leve1B)。   如果A1>0并且A2<0,则转到Leve1B,否则增加滤波窗Sxy的尺寸。如果滤彼窗Sxy的大小达到Smax,则重复执行Leve1A,否则把Zxy作为输出值。   如果B1>0并且B2<0,则把Zxy作为输出值,否则把Zmed作为输出值。   在上面的算法中,Zmin是在Sxy滤波窗内灰度的最小值;Zmax是在Sxy滤波窗内灰度的最大值;Zmed是在Sxy滤波窗内灰度的中值;Zxy是坐标(x,y)处的灰度值;Smax指定Sxy所允许的最大值。   引入自适应中值滤波算法主要有3个目的:一是去除脉冲噪声;二是平滑其他非脉冲噪声;三是减少诸如物体边界细化或粗化等失真。自适应中值滤波的流程图如图1所示。   2 Matlab仿真实验结果   自适应中值滤波器的实验结果与分析可根据Matlab编程实验仿真来实现。对256×256×8 b的灰度图“cameraman.tif”加入不同密度的椒盐噪声图进行自适应中值滤波的图像可以明显看出,滤波效果最好的是自适应中值滤波,其次是极值中值滤波。自适应中值滤波比它们能更好地去除脉冲噪声,并能保留图像细节和边缘。为了能客观地分析它们的优劣性,我们在此采用以指标参数均方误差MSE和峰值信噪比作为测评标准。表1所列为MSE和PSNR的结果数据,图2所示为不同噪声下两种滤波算法的MSE值和PSNR值的曲线图。   (a) PSNR值曲线   (b)MSE值曲线   3 结 语   由表1所列的数据和图2所示的曲线数值可以得出如下结论:   (1)在噪声强度较小的情况下,传统的中值滤波可以较好地在保持图像细节的同时抑制脉冲噪声;随着椒盐噪声强度的增加,降噪的能力很快地下降了,图像变得越来越模糊,大量的图像细节丢失。   (2)自适应中值滤波器较传统中值滤波器具有很大的优越性,自适应中值滤波器无论对低噪声还是高噪声的滤除效果都非常好,能更有效地、更有针对性地抑制噪声并保持住图像的细节,表现出良好的滤波特性。   参 考 文 献   [1] 朗锐.数字图像处理学[M].北京:北京希望电子出版社,2003.   [2] TUKEY JW. Nonlinear method of smoothing data[R]. In Conf,Rec,EASON,1974.   [3] 熊显名,马蓓,张文韬 . 一种改进的去除灰度图像椒盐噪声方法的研究[J].国外电子测量技术, 2010(5):44-46.   [4] 董继扬,张军英. 一种简单的椒盐噪声滤波算法[J].计算机工程与应用,2003(20):63-66.   [5] 徐飞,施晓红. MATLAB应用图像处理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.   [6] 张海青,杜晓晴,赵釜,等. 基于横向拓展窗口的快速图像中值滤波算法[J].激光与光电子学进展,2010(2):85-89.   [7] 陈文艺. 基于比特平面的快速中值滤波器设计与实现[J].电视技术,2009,33(z1):75-76,82.   [8] 刘剑冰,江冰. 电视图像中值滤波的硬件实现[J].河海大学常州分校学报,):44-46.   [9] 朱捷,朱小娟,贺明. 基于FPGA的实时图像中值滤波设计[J].计算机测量与控制,):102-104.   [10] 李雷鸣,张焕春,张波. 一种基于FPGA 的图像中值滤波器的硬件实现[J].电子工程师,2004(2):49-51.
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肺炎是飞扬358
看成1*5的窗口,直白点1行5列,把数放到中间,然后排序取中间那个数,如第一个2,左边没有补0,右边47,取值00247,排序后00247,中间是2,依次类推.2:00247 排序后 00247 结果24:02474 排序后 02447 结果47:24743 排序后 23447 结果44:47435 排序后 34457 结果43:74354 排序后 34457 结果45:43546 排序后 34456 结果44:35464 排序后 34456 结果46:54644 排序后 44456 结果44:46444 排序后 44446 结果44:64440 排序后 04446 结果44:44400 排序后 00444 结果4答案为 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4补充,如果是边界不处理那就不用补零,直接照抄.对这道题的答案倒是没影响.2:结果24:结果47:24743 排序后 23447 结果44:47435 排序后 34457 结果43:74354 排序后 34457 结果45:43546 排序后 34456 结果44:35464 排序后 34456 结果46:54644 排序后 44456 结果44:46444 排序后 44446 结果44:结果44:结果4答案为 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4打得累死了,因为是凭记忆,有可能有错,如果有朋友百度到看到错误请回复补充,因为我记得是以前大学时候考试碰到过,估计提问的同学也要考试了,不要害别人不及格,误人子弟,哈哈,好怀念学校的日子啊.
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