關於中值濾波演算法，以及C語言實現
關於中值濾波演算法，以及C語言實現
2017年04月06日 11:45:58
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1、什麼是中值濾波？
中值濾波是對一個滑動視窗內的諸畫素灰度值排序，用其中值代替視窗中心象素的原來灰度值，它是一種非線性的影象平滑法，它對脈衝干擾級椒鹽噪聲的抑制效果好，在抑制隨機噪聲的同時能有效保護邊緣少受模糊。
中值濾波可以過濾尖峰脈衝。目的在於我們對於濾波後的資料更感興趣。濾波後的資料保留的原影象的變化趨勢，同時去除了尖峰脈衝對分析造成的影響。
-
以一維訊號的中值濾波舉例。對灰度序列80、120、90、200、100、110、70，如果按大小順序排列，其結果為70、80、90、10O、110、120、200，其中間位置上的灰度值為10O，則該灰度序列的中值即為100。一維訊號中值濾波實際上就是用中值代替規定位置（一般指原始訊號序列中心位置）的訊號值。對前面所舉的序列而言，中值濾波的結果是用中值100替代序列80、120、90、200、100、110、70中的訊號序列中心位置值200，得到的濾波序列就是80、120、90、100、100、110、70。如果在此序列中200是一個噪聲訊號，則用此方法即可去除這個噪聲點。 -
二維中值濾波演算法是：對於一幅影象的象素矩陣，取以目標象素為中心的一個子矩陣視窗，這個視窗可以是3*3 ，5*5 等根據需要選取，對視窗內的象素灰度排序，取中間一個值作為目標象素的新灰度值。視窗示例如ooooxoooo上面x為目標象素，和周圍o組成3*3矩陣Array，然後對這9個元素的灰度進行排序，以排序後的中間元素Array[4]為x的新灰度值，如此就完成物件素x的中值濾波，再迭代對其他需要的象素進行濾波即可。
影象處理中，中值濾波的實現方法
1：通過從影象中的某個取樣視窗取出奇數個數據進行排序
2：用排序後的中值取代要處理的資料即可
中值濾波的
把濾波區間的資料從小到大進行排序，然後取中值，（如果是奇數個數據，那麼中值就只有一個了，如果偶數個數據，中值有兩個，可以對兩個資料再求平均）
下面是一個C語言實現中值濾波的函式：
-
unsigned char GetMedianNum(int * bArray, int iFilterLen) -
{ -
int i,j;// 迴圈變數 -
unsigned char bTemp; -
// 用冒泡法對陣列進行排序 -
for (j = 0; j < iFilterLen - 1; j ++) -
{ -
for (i = 0; i < iFilterLen - j - 1; i ++) -
{ -
if (bArray[i] > bArray[i + 1]) -
{ -
// 互換 -
bTemp = bArray[i]; -
bArray[i] = bArray[i + 1]; -
bArray[i + 1] = bTemp; -
} -
} -
} -
// 計算中值 -
if ((iFilterLen & 1) > 0) -
{ -
// 陣列有奇數個元素，返回中間一個元素 -
bTemp = bArray[(iFilterLen + 1) / 2]; -
} -
else -
{ -
// 陣列有偶數個元素，返回中間兩個元素平均值 -
bTemp = (bArray[iFilterLen / 2] + bArray[iFilterLen / 2 + 1]) / 2; -
} -
return bTemp; -
}
注：bArray 是一個整形指標，我們傳入的一般是一個數組，用來儲存待排序的資料
iFilterLen 是濾波器的長度
用在影象處理中時，由於畫素的取值範圍是0~255，剛好是unsigned char 的範圍，所以函式的返回值是unsigned char，如果我們要處理的數是float型，或其他型別，返回值也可以更改~~返回值是bTemp，也即是我們想得到的中值
下面是一個完整的C語言程式
-
/************************************************************************* -
* 函式名稱： -
* MedianFilter() -
* 引數: -
* int iFilterH - 濾波器的高度 -
* int iFilterW - 濾波器的寬度 -
* int iFilterMX - 濾波器的中心元素X座標 -
* int iFilterMY - 濾波器的中心元素Y座標 -
* 說明: -
* 該函式對DIB影象進行中值濾波。 -
************************************************************************/ -
#define iFilterW 1 -
#define iFilterH 1 -
#define iFilterMX 1 -
#define iFilterMY 1 -
#define WIDTHBYTES(bits) (((bits) + 31) / 32 * 4) -
unsigned char GetMedianNum(int * bArray, int iFilterLen); -
void MedianFilter(unsigned char *pImg1,unsigned char *pImg,int nWidth,int nHeight) -
{ -
unsigned char *lpSrc; // 指向源影象的指標 -
unsigned char *lpDst; // 指向要複製區域的指標 -
int aValue[iFilterH*iFilterW]; // 指向濾波器陣列的指標 -
int i,j,k,l; // 迴圈變數 -
int lLineBytes; // 影象每行的位元組數 -
lLineBytes = WIDTHBYTES(nWidth * 8); -
for ( i=0;i<nWidth;i++,pImg++ ) -
(*pImg)=0; -
// 開始中值濾波 -
// 行(除去邊緣幾行) -
for(i = iFilterMY; i < nHeight - iFilterH + iFilterMY + 1; i++) -
{ -
// 列(除去邊緣幾列) -
for(j = iFilterMX; j < nWidth - iFilterW + iFilterMX + 1; j++) -
{ -
// 指向新DIB第i行，第j個象素的指標 -
lpDst = pImg + lLineBytes * (nHeight - 1 - i) + j; -
// 讀取濾波器陣列 -
for (k = 0; k < iFilterH; k++) -
{ -
for (l = 0; l < iFilterW; l++) -
{ -
// 指向DIB第i - iFilterMY + k行，第j - iFilterMX + l個象素的指標 -
lpSrc = pImg1 + lLineBytes * (nHeight - 1 - i + iFilterMY - k) + j - iFilterMX + l; -
// 儲存象素值 -
aValue[k * iFilterW + l] = *lpSrc; -
} -
} -
// 獲取中值 -
* lpDst = GetMedianNum(aValue, iFilterH * iFilterW); -
} -
} -
} -
unsigned char GetMedianNum(int * bArray, int iFilterLen) -
{ -
int i,j; // 迴圈變數 -
unsigned char bTemp; -
// 用冒泡法對陣列進行排序 -
for (j = 0; j < iFilterLen - 1; j ++) -
{ -
for (i = 0; i < iFilterLen - j - 1; i ++) -
{ -
if (bArray[i] > bArray[i + 1]) -
{ -
// 互換 -
bTemp = bArray[i]; -
bArray[i] = bArray[i + 1]; -
bArray[i + 1] = bTemp; -
} -
} -
} -
// 計算中值 -
if ((iFilterLen & 1) > 0) -
{ -
// 陣列有奇數個元素，返回中間一個元素 -
bTemp = bArray[(iFilterLen + 1) / 2]; -
} -
else -
{ -
// 陣列有偶數個元素，返回中間兩個元素平均值 -
bTemp = (bArray[iFilterLen / 2] + bArray[iFilterLen / 2 + 1]) / 2; -
} -
return bTemp; -
}
文章標籤： C 語言