1. 程式人生 > >數字影象處理——濾波器

數字影象處理——濾波器

本文內容參考《數字影象處理基礎》Wilhelm Burger等著。
“點運算”是在不改變影象大小、幾何形狀以及區域性結構的情況下,對畫素值進行修改,新影象的畫素值只與原影象同一位置的畫素值有關
“濾波器”一般會用到原影象中的多個畫素來計算每個新畫素,一個濾波器用一個“濾波矩陣”(或“濾波模板”)表示,它的重要引數包括“濾波區域的尺寸”、“濾波區域的形狀”。

線性濾波器:線性卷積(可交換性、線性性、結合性、x/y可分離性)

一、平滑濾波器:將影象中某一區域內的畫素進行加權平均。
(1.)箱式濾波器:

0000001110011100111000000
側面急劇截斷,頻域效能不穩定。
低通濾波(削減訊號中給定截止頻率之上的頻率成分)。
(2.)高斯濾波器:
濾波矩陣足夠大(5
×5
)相當於離散的二維高斯函式:
Gσ(x,y)=ex2+y22σ2
“一個二維高斯濾波器”可以分解成“一對一維濾波器”。
(3.)差分濾波器:
濾波矩陣中有一些濾波係數是負數。
差分濾波器的應用:影象的邊緣增強、影象銳化。

非線性濾波器:

(1.)最小值與最大值濾波(如,椒鹽噪聲)

I(u,v)minI(u+i,v+j)|(i,j)R
I(u,v)maxI(u+i,v+j)|(i,j)R
其中R表示濾波區域,即要用進行濾波的矩陣塊座標集合。
(2.)中值濾波
對應濾波區域R內畫素值的中值作為對應點的新畫素,即將濾波區域的畫素值從小到大排序,取排序後的中位數。
m
edian(p0,p1,,pK1,pK,pK+1,,p2K)=pK

(3.)加權中值濾波
為濾波區域中的每個位置分配一個獨立的權值,對應畫素值的“投票次數”,記權值矩陣為W(i,j)
比如I(u,v)=319705208,W(i,j)=121232121
則需要對3,7,7,2,1,1,0,0,0,0,0,9,5,5,8進行排序取中位數,得pk=2,所以I(u,v)=2

影象邊界的處理:即影象畫素陣列的邊界替換方案。

(a.)將未處理的邊界賦值常畫素值
(b.)將未處理的邊界賦值為原影象同位置的畫素值
(c.)在邊界外額外填充畫素延展影象:映象處理,週期重複

形態學濾波:以某種方式改變二維影象的結構。

I(u,v)是原影象素,H(i,j)是結構矩陣。

膨脹:可交換性,結合性

I+H={p+q|pIqH}

腐蝕

IH={pI|p+qI,qH}

開運算:先腐蝕再膨脹,去除小結構
閉運算:先膨脹後腐蝕,填補空洞和縫隙