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文檔簡介
1、實(shí)驗(yàn)三 圖像濾波實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟練掌握空域?yàn)V波中常用濾波器的原理;2.理解鄰域平均、中值濾波降噪法等的圖像增強(qiáng)原理; 3.加深對(duì)圖像增強(qiáng)的認(rèn)識(shí),鞏固所學(xué)圖像增強(qiáng)理論知識(shí)和相關(guān)算法;4.利用MATLAB程進(jìn)行圖像濾波,觀察增強(qiáng)效果。二、實(shí)驗(yàn)原理以圖像平滑為例:圖像平滑方法是一種實(shí)用的圖像處理技術(shù),能減弱或消除圖像中的高頻率分量,但不影響低頻率分量。因?yàn)楦哳l率分量主要對(duì)應(yīng)圖像中的區(qū)域邊緣等灰度值較大變化較快的部分,平滑濾波將這些分量濾去可減少局部灰度起伏,使圖像變得比較平滑。實(shí)際應(yīng)用中,平滑濾波還可用于消除突發(fā)噪聲,或者在提取較大目標(biāo)前去除過小的細(xì)節(jié)或?qū)⒛繕?biāo)內(nèi)的小間斷連接起來。 1. 鄰域平
2、均法用窗口像素的平均值取代中心像素原來的灰度值。鄰域的選取通常有4-鄰域和8-鄰域。 2. 中值濾波與加權(quán)平均方式的平滑濾波不同,中值濾波是抑制噪聲的非線性處理方法。對(duì)于給定的n個(gè)數(shù)值a1,a2,an,將它們按大小有序排列。當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),位于中間位置的那個(gè)數(shù)值稱為這n各數(shù)值的中值。當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),位于中間位置的兩個(gè)數(shù)值的平均值稱為這n個(gè)數(shù)值的中值。中值濾波,就是圖像中濾波后的某像素輸出值等于該像素鄰域中各像素灰度的中值。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟:按下面要求編寫程序并運(yùn)行對(duì)peppers.bmp圖像添加零均值“高斯”噪聲,用3×3或9×9滑動(dòng)平均模板進(jìn)行降噪處理,觀察平均降噪圖像的
3、效果。1.對(duì)peppers.bmp圖像添加零均值“高斯”噪聲程序代碼如下:1 / 9I=imread('d:peppers.bmp');J=imnoise(I,'gaussian',0,0.02);subplot(1,2,1);imshow(I);title('原圖');subplot(1,2,2);imshow(J);title('加噪處理后的圖');運(yùn)行結(jié)果如下:2.用3×3滑動(dòng)平均模板進(jìn)行降噪處理,觀察平均降噪圖像的效果程序代碼如下:I=imread('d:peppers.bmp');J=imnoi
4、se(I,'gaussian',0,0.02);H,W=size(J);M=double(J);M1=M;for j=2:H-1 for k=2:W-1M1(j,k)=M(j-1,k-1)+M(j-1,k)+M(j-1,k+1)+M(j,k-1)+M(j,k)+M(j,k+1)+M(j+1,k-1)+M(j+1,k)+M(j+1,k+1)/9; end;end;subplot(1,3,1);imshow(I);title('原圖');subplot(1,3,2);imshow(J);title('加噪處理');subplot(1,3,3);ims
5、how(uint8(M1),);title('3*3鄰域平均降噪處理');運(yùn)行結(jié)果如下:3.對(duì)peppers.bmp圖像添加“椒鹽”噪聲,分別采用5×5的矩形、圓形及十字形窗口進(jìn)行中值濾波處理,觀察處理結(jié)果。(濾波過程采用迭代操作,對(duì)輸入圖像重復(fù)進(jìn)行同樣的中值濾波,直到輸出不再有變化為止。)3.1.對(duì)peppers.bmp圖像添加“椒鹽”噪聲程序代碼如下:I=imread('d:peppers.bmp');J = imnoise(I,'salt & pepper',0.2); subplot(1,2,1);imshow(I);t
6、itle('原圖');subplot(1,2,2);imshow(J);title('椒鹽加噪處理');運(yùn)行結(jié)果如下:3.2采用5×5的矩形中值濾波處理程序代碼如下:I= imread('d:peppers.bmp');J=imnoise(I,'salt & pepper',0.2);P=double(J);H,W=size(J);flag=1;while( flag=1) %若輸出跟前一個(gè)圖有變化則進(jìn)行中值濾波處理 flag=0; for i=3:(H-2) for j=3:(W-2) A=P(i-2:i+2,
7、j-2:j+2); %5*5矩陣窗口模板 mid=median(A(:); %求矩陣模板中值 if(P(i,j)=mid) P(i,j)=mid; flag=1; end end end if flag=0 %若輸出不再變化停止濾波操作 break; end;end;subplot(1,3,1),imshow(I);title('原圖');subplot(1,3,2),imshow(J);title('椒鹽加噪處理 ');subplot(1,3,3),imshow(uint8(P);title('5*5矩形中值濾波'); 運(yùn)行結(jié)果如下:3.3采用
8、圓形窗口中值濾波處理程序代碼如下:I= imread('d:peppers.bmp');J=imnoise(I,'salt & pepper',0.2); P=double(J);H,W=size(J);flag=1;while( flag=1) flag=0;for i=3:(H-2) for j=3:(W-2) A=P(i-2:i+2,j-2:j+2) %5*5矩陣窗口模板(還要去除四個(gè)角上的點(diǎn)轉(zhuǎn)變成5*5圓形模板 Q=A(:); Q(1)=; %5*5圓形模板這幾處要置空Q(4)=;Q(19)=;Q(22)=; mid=median(Q); if(
9、P(i,j)=mid) P(i,j)=mid; flag=1; end; end;end;if flag=0 break;end;end;subplot(1,3,1),imshow(I);title('原圖');subplot(1,3,2),imshow(J);title('椒鹽加噪處理 ');subplot(1,3,3),imshow(uint8(P);title('5*5圓形中值濾波');運(yùn)行結(jié)果如下:3.4采用十字形窗口中值濾波處理程序代碼如下:I= imread('d:peppers.bmp');J=imnoise(I,&
10、#39;salt & pepper',0.2);K=double(J);H,W=size(J);flag=1;While( flag=1) falg=0;for i=3:(H-2) for j=3:(W-2) A=P(i-2,j),P(i-1,j),P(i,j-2),P(i,j-1),P(i,j),P(i,j+1),P(i,j+2),P(i+1,j),P(i+2,j); mid=median(A(:); if(P(i,j)=mid) M(i,j)=mid; falg=1; end; end;end;if flag=0 break; end;end;subplot(1,3,1),
11、imshow(I);title('原圖');subplot(1,3,2),imshow(J);title('椒鹽加噪處理 ');subplot(1,3,3),imshow(uint8(P);title('5*5十字形中值濾波);運(yùn)行結(jié)果如下: 實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)中5*5圓形模板其實(shí)和5*5矩形模板處理方法很相似,只要將四個(gè)角落出的數(shù)置清空即可。 本次實(shí)驗(yàn)中值濾波法用MATLAB運(yùn)行時(shí)時(shí)間很長,待以后熟練后可以直接用其提供的中值濾波函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。相對(duì)而言,鄰域平均法比較簡單,本實(shí)驗(yàn)采用的是3*3模板,如果是9*9模板就需要用循環(huán)語句來實(shí)現(xiàn)了。中值濾波法處理的三種模板中,矩形和圓形模板處理結(jié)果差不多,十字形模板處理效果偏差。四、總結(jié)例如你們的某位師姐總結(jié)說:通過數(shù)字圖像平滑處理的學(xué)習(xí),我更深入理解了數(shù)字圖像平滑的概念,掌握了幾種圖像平滑處理方法,通過實(shí)驗(yàn)了解了圖像低通、模糊、去噪的方法。平滑處理關(guān)鍵
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