基于MATLAB下中值濾波算法的圖像增強(qiáng)

王賽男

摘 要：圖像增強(qiáng)技術(shù)是改善圖像最常用的技術(shù)，目的是改善圖像的視覺(jué)效果，使圖像更加清晰。本文重點(diǎn)闡述了非線(xiàn)性空域?yàn)V波的中值濾波算法原理和理論基礎(chǔ)，在MATLAB平臺(tái)下，通過(guò)不同的濾波模板和添加不同的噪聲進(jìn)行中值濾波仿真實(shí)驗(yàn)，以及得到和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：中值濾波；圖像增強(qiáng)；MATLAB

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2163（2014）06-

Abstract： Image enhancement technology is to improve the image of the most commonly used techniques， the purpose is to improve the image visual effect， make the image more clear. This paper mainly expounds the nonlinear median filtering algorithm of spatial filtering principle and theoretical basis， in the MATLAB platform， through the different filter template and add different noise， median filtering simulation experiment and the experimental results analysis are given out.

Key words： Median Filtering； Image Enhancement； MATLAB

0引 言

圖像增強(qiáng)能將并不清晰的圖像處理變換為清晰，或者抑制圖像的某些特征而增強(qiáng)另一些特征，其設(shè)計(jì)目的是消除圖像中的混雜干擾因素，增加圖像的信噪比，改善圖像質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)圖像的視覺(jué)效果[1]。

經(jīng)過(guò)研究知道，圖像增強(qiáng)可通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行濾波處理而實(shí)現(xiàn)。濾波可以分為空域和頻域?yàn)V波，而空域?yàn)V波又可分為線(xiàn)性濾波和非線(xiàn)性濾波，并且非線(xiàn)性濾波則包括了中值濾波、順序統(tǒng)計(jì)濾波和自適應(yīng)濾波。本文主要介紹非線(xiàn)性濾波范圍內(nèi)的中值濾波的理論基礎(chǔ)、算法思想、MATLAB下的算法實(shí)現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，最終又給出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

1中值濾波算法

中值濾波是一種保護(hù)邊緣的非線(xiàn)性圖像平滑方法，在圖像增強(qiáng)中具有廣泛應(yīng)用。中值濾波器輸出的像素值則為相應(yīng)像素鄰域內(nèi)的中值。若將其與均值濾波器相比較可知，中值濾波器對(duì)圖像的異常值不夠敏感，因此，在不減小圖像對(duì)比度的情況下，中值濾波器可以降低圖像異常值的作用或影響。中值濾波算法的特點(diǎn)是在去除噪音的同時(shí)，還可以有效地保留圖像的邊沿銳度以及圖像細(xì)節(jié)[2]。

1.1算法原理

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

對(duì)圖像的評(píng)價(jià)分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)，因?yàn)閳D像的接受者是人，人眼觀察到的效果直接影響評(píng)價(jià)結(jié)果。由主觀評(píng)價(jià)得到，從圖1用眼睛直接觀察到，添加了密度為0.08的椒鹽噪聲，成像視圖發(fā)生了重度降質(zhì)，而對(duì)含有椒鹽噪聲的圖像執(zhí)行3×3、5×5、7×7、9×9模板中值濾波，椒鹽噪聲則被明顯濾除。同時(shí)，經(jīng)過(guò)中值濾波后的圖像與原始圖像越發(fā)接近，而且模板越大濾除效果越好，可見(jiàn)中值濾波能有效地濾除圖像中的椒鹽噪聲。

對(duì)圖2的多張圖像進(jìn)行比較，可以得到，中值濾波除了對(duì)椒鹽噪聲能有效去除外，還對(duì)高斯噪聲和乘性噪聲具有較好的濾除效果。圖像的特征部位經(jīng)過(guò)中值濾波之后也得到了顯著呈現(xiàn)，而與原始圖像對(duì)比，相似度很高。綜上可知，中值濾波對(duì)常見(jiàn)的椒鹽噪聲、高斯噪聲以及乘性噪聲都能做到高度有效的成功濾除。

4結(jié)束語(yǔ)

中值濾波是通過(guò)選擇濾波器模板的中值對(duì)含有噪聲的圖像執(zhí)行噪聲濾除。[5]本文介紹了中值濾波能夠有效地增強(qiáng)圖像的功能作用，再通過(guò)對(duì)中值濾波算法的原理進(jìn)行了分析，同時(shí)也給出了在MATLAB下的仿真對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)表明中值濾波不但能有針對(duì)地濾除圖像中的密度較大的椒鹽噪聲，而且對(duì)高斯噪聲和乘性噪聲也有很好的濾除效果，但是在有關(guān)高斯噪聲和乘性噪聲濾除的試驗(yàn)中，有些細(xì)節(jié)部分的濾除效果還未臻理想，為此仍有待更進(jìn)一步的研究和探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]王家衛(wèi). MATLAB7.6圖形圖像處理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.

[2]張巖. MATLAB圖像處理超級(jí)學(xué)習(xí)手冊(cè)[M].北京：人民郵電出版社，2014.

[3]李艷梅. 圖像增強(qiáng)的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 成都：電子科技大學(xué)，2013.

[4]楊丹，趙海濱，龍哲. MATLAB圖像處理實(shí)例詳解[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[5]王波. 濾波算法在圖像增強(qiáng)中的應(yīng)用研究[J]. 計(jì)算機(jī)仿真，2013（3）：364-367+407.