中值濾波及均值濾波

1、數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告（三）學(xué) 號(hào)：_ 姓 名：_ 專 業(yè)：_ 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 課序號(hào)：_ 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告（三）實(shí)驗(yàn)3 中值濾波一、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí) + 2課外學(xué)時(shí)（本部分占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的25%）二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、理解中值濾波（圖像平滑處理）的原理及步驟；2、編程實(shí)現(xiàn)灰度圖像的中值濾波。三、必須學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)點(diǎn)：空域中值濾波是一種有效且便捷的圖像平滑方法，常用于處理有獨(dú)立噪聲點(diǎn)的圖像，效果也非常好，在對(duì)圖像的平滑處理中常用到。要求掌握該算法并能夠編程實(shí)現(xiàn)之。四、實(shí)驗(yàn)題目：編程實(shí)現(xiàn)灰度圖像的中值濾波平滑處理。濾波模板的大小自定（可為33、55、77、1515等）。實(shí)

2、驗(yàn)圖像可從提供的實(shí)驗(yàn)圖像集中的噪聲圖像中選取。五、思考題：（選做，有加分）編程實(shí)現(xiàn)灰度圖像的均值濾波平滑處理；也可嘗試實(shí)現(xiàn)灰度圖像的銳化處理，包括Sobel、Prewitt、Roberts、Laplace等。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：請(qǐng)按照要求完成下面報(bào)告內(nèi)容并提交源程序、可執(zhí)行程序文件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖像。1、請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述本實(shí)驗(yàn)的原理：1. 中值濾波的原理：中值濾波法是一種非線性平滑技術(shù)，它將每一像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)某鄰域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰度值的中值.中值濾波是基于排序統(tǒng)計(jì)理論的一種能有效抑制噪聲的非線性信號(hào)處理技術(shù)，中值濾波的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個(gè)鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，讓

3、周圍的像素值接近的真實(shí)值，從而消除孤立的噪聲點(diǎn)。方法是用某種結(jié)構(gòu)的二維滑動(dòng)模板，將板內(nèi)像素按照像素值的大小進(jìn)行排序，生成單調(diào)上升（或下降）的為二維數(shù)據(jù)序列。二維中值濾波輸出為g（x,y）=medf(x-k,y-l),(k,lW) ，其中，f(x,y)，g(x,y)分別為原始圖像和處理后圖像。W為二維模板，通常為3*3，5*5區(qū)域，也可以是不同的的形狀，如線狀，圓形，十字形，圓環(huán)形等。對(duì)于一串連續(xù)輸入的信號(hào)（量化后是一組數(shù)據(jù)）。如下圖所示，是輸入的原信號(hào)。中值濾波的原理為，重新計(jì)算每一個(gè)x的輸出值(y)，新的輸出值。相當(dāng)于 y = new(x)，new的操作是，從在以x為中心，長(zhǎng)度為2k的原信號(hào)

4、中（區(qū)間為x-k+1,x+k），提取出這段區(qū)間內(nèi)中間的那個(gè)值，作為 y=new(x)的結(jié)果。步驟閱讀 2. 2舉例來(lái)說(shuō)，輸入：Y1-10:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10. 取區(qū)間2k = 4,所以k=2;執(zhí)行中值濾波 K=中值濾波(Y)由x-k+1=1，所以當(dāng)k=2時(shí)，x=2濾波時(shí)：K1=Y1K2=(Y1、Y2、Y3、Y4)的中間值，即為2或33. 3matlab的中值濾波實(shí)現(xiàn)方式：調(diào)用函數(shù)：A = medfilt1(B,n)B為輸入信號(hào)，A為濾波后的信號(hào)，即結(jié)果。n為控制濾波區(qū)間的參數(shù)。具體定義如下：1、若n為基數(shù)，區(qū)間為k-(n-1)/2,k+(n-1)/2,2、若n為偶數(shù),區(qū)間

5、為k-n/2,k+n/2+1,中值濾波表示用這個(gè)區(qū)間內(nèi)的中間值代替這一點(diǎn)的值。4. 4對(duì)于輸入信號(hào)（最開(kāi)頭的圖），以下分別為設(shè)置區(qū)間n=8和n=16得到的濾波圖像。中值濾波可以過(guò)濾尖峰脈沖。目的在于我們對(duì)于濾波后的數(shù)據(jù)更感興趣。濾波后的數(shù)據(jù)保留的原圖像的變化趨勢(shì)，同時(shí)去除了尖峰脈沖對(duì)分析造成的影響。步驟閱讀 步驟閱讀 END2、請(qǐng)給出本實(shí)驗(yàn)的核心源碼（Matlab或C語(yǔ)言）：中值濾波 I=imread(C:UserswhDesktopphotoRockies.bmp); subplot(2,2,1),imshow(I);title(原圖); %顯示原圖像 J= imnoise(I,salt &

6、 pepper,0.005); %加上椒鹽噪聲 subplot(2,2,2),imshow(J);title(椒鹽噪聲圖); %顯示加上椒鹽的圖像H=medfilt2(J); %中值濾波 subplot(2,2,3),imshow(H);title(處理后圖); %顯示中值濾波后的圖像均值濾波I=imread(C:UserswhDesktopphotoRockies.bmp);%讀入預(yù)處理圖像imshow(I)%顯示預(yù)處理圖像 J= imnoise(I,GAUSS,0.005); %加上高斯噪聲K1=filter2(fspecial(average,3),I)/255;%進(jìn)行3*3均值濾波K2

7、=filter2(fspecial(average,5),I)/255;%進(jìn)行5*5均值濾波K3=filter2(fspecial(average,7),I)/255;%進(jìn)行7*7均值濾波figure,imshow(K1)figure,imshow(K2)figure,imshow(K3) subplot(3,2,1),imshow(I);title(原圖像); subplot(3,2,2),imshow(J);title(高斯噪聲圖像); subplot(3,2,3),imshow(K1);title(圖像1); subplot(3,2,4),imshow(K2);title(圖像2); s

8、ubplot(3,2,5),imshow(K3);title(圖像3);3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（要求附上結(jié)果圖像）：1.中值濾波（加椒鹽噪聲處理）原圖像加椒鹽噪聲圖像中值濾波處理后圖像 2.均值濾波（加高斯噪聲處理）原圖像加高斯噪聲3*3均值濾波v5*5均值濾波7*7均值濾波 4、實(shí)驗(yàn)體會(huì)：matlab的強(qiáng)大圖像處理功能，以及適當(dāng)引用子程序帶來(lái)的便利功不可沒(méi)。5、思考題部分：1.均值濾波原理 均值濾波是典型的線性濾波算法，它是指在圖像上對(duì)目標(biāo)像素給一個(gè)模板，該模板包括了其周圍的臨近像素（以目標(biāo)像素為中心的周圍8個(gè)像素，構(gòu)成一個(gè)濾波模板，即去掉目標(biāo)像素本身）。再用模板中的全體像素的平均值來(lái)代替原來(lái)像素值。均值濾波也稱為線性濾波，其采用的主要方法為鄰域平均法。線性濾波的基本原理是用均值代替原圖像中的各個(gè)像素值，即對(duì)待處理的當(dāng)前像素點(diǎn)（x，y），選擇一個(gè)模板，該模板由其近鄰的若干像素組成，求模板中所有像素的均值，再把該均值