【正文】
lot(221)。imshow(x)。title(39。椒鹽噪聲圖片39。)。k1=medfilt2(x,[3 3])。k2=medfilt2(x,[5 5])。k3=medfilt2(x,[7 7])。仿真結(jié)果如圖413所示。圖413 中值濾波法對(duì)椒鹽噪聲去噪的仿真結(jié)果從仿真結(jié)果可以看出:對(duì)圖像加入椒鹽噪聲后,應(yīng)用中值濾波,如圖412所示,噪聲的斑點(diǎn)幾乎全部被濾去,它對(duì)濾除圖像的椒鹽噪聲非常有效。而對(duì)于高斯噪聲來(lái)說(shuō),如圖413所示,雖然也有一些去噪效果,但效果不佳。由此可知,中值濾波法運(yùn)算簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),而且能較好地保護(hù)邊界,但有時(shí)會(huì)失掉圖像中的細(xì)線和小塊區(qū)域。并且采用窗口的大小對(duì)濾波效果影響很大,窗口越大,圖像去噪效果越好,但代價(jià)是模糊的程度越大。 維納濾波的仿真選用維納濾波法對(duì)含有高斯噪聲和椒鹽噪聲的圖像進(jìn)行去噪,并用Matlab軟件仿真。(1)給圖像加入均值為0,選擇33模板去噪Matlab部分代碼:i=imread(39。39。)。j=imnoise(I,39。gaussian39。,0,)。x=j(:,:,1)。k=wiener2(x)。仿真結(jié)果如圖414所示。圖414 維納濾波法對(duì)高斯噪聲去噪的仿真結(jié)果(2),選擇33模板去噪Matlab部分代碼:j=imnoise(I,39。salt amp。 pepper39。,)。x=j(:,:,1)。k=wiener2(x)。仿真結(jié)果如圖415所示。圖415 維納濾波法對(duì)椒鹽噪聲去噪的仿真結(jié)果從仿真結(jié)果可以看出:維納濾波對(duì)高斯白噪聲的圖像濾波與鄰域平均法比較, 濾波效果好,它比線性濾波器具有更好的選擇性,可以更好地保存圖像的邊緣和高頻細(xì)節(jié)信息。雖然,維納濾波在大多數(shù)情況下都可以獲得滿意的結(jié)果,尤其對(duì)含有高斯噪聲的圖像。另外維納濾波對(duì)于椒鹽噪聲去除效果卻不盡人意,幾乎沒(méi)有效果。它不能用于噪聲為非平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程的情況,對(duì)于向量情況應(yīng)用不方便。因此,維納濾波在實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用不多。 幾種去噪方法的比較分析均值濾波是典型的線性濾波算法,其采用的主要方法為鄰域平均法。即對(duì)待處理的當(dāng)前像索點(diǎn),選擇一個(gè)模板,該模板由其近鄰M個(gè)像素組成,求模板中所有像素的均值,再把該均值賦予當(dāng)前像素的算術(shù)平均值,作為鄰域平均處理后的灰度。該方法運(yùn)算簡(jiǎn)單,對(duì)高斯噪聲具有良好的去噪能力。均值濾波可歸結(jié)為矩形窗加權(quán)的有限沖激響應(yīng)線性濾波器。因此,均值濾波相當(dāng)于低通濾波器。這種低通性能在平滑噪聲的同時(shí),必定也會(huì)模糊信號(hào)的細(xì)節(jié)和邊緣,即在消除噪聲的同時(shí)也會(huì)對(duì)圖像的高頻細(xì)節(jié)成分造成破壞和損失,使圖像模糊,由以上處理后的圖像可以看到:鄰域平均法消弱了圖像的邊緣,使圖像變得有些模糊。均值濾波時(shí)高斯噪聲抑制是比較好的,但對(duì)椒鹽噪聲的抑制作用不好,椒鹽噪聲仍然存在,只不過(guò)被削弱了而已,如仿真結(jié)果圖411所示。為了改善均值濾波細(xì)節(jié)對(duì)比度不好、區(qū)域邊界模糊的缺陷,常用門限法來(lái)抑制椒鹽噪聲和保護(hù)細(xì)小紋理,用加權(quán)法來(lái)改善圖像的邊界模糊,用選擇平均的自適應(yīng)技術(shù)來(lái)保持圖像的邊界。中值濾波是常用的非線性濾波方法,也是圖像處理技術(shù)中最常用的預(yù)處理技術(shù)。它可以克服線性濾波器給圖像帶來(lái)的模糊,在有效清除顆粒噪聲的同時(shí),又能保持良好的邊緣特性,從而獲得較滿意的濾波效果,特別適合于去除圖像的椒鹽噪聲,如仿真結(jié)果圖44所示。當(dāng)窗口在圖像中上下左右進(jìn)行移動(dòng)后,利用中值濾波算法可以很好地對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理。由以上圖像可以看到:中值濾波法較好地保留了圖像的邊緣,使其輪廓比較清晰。中值濾波對(duì)椒鹽噪聲特別有效,取得了很好的效果,而對(duì)高斯噪聲效果不佳。對(duì)一些復(fù)雜的圖像,可以使用復(fù)合型中值濾波,如:中值濾波線性組合、高階中值濾波組合、加權(quán)中值濾波以及迭代中值濾波等來(lái)改善單純中值濾波的一些不足,從而達(dá)到更好的濾波效果。維納濾波是一種對(duì)退化圖像進(jìn)行恢復(fù)處理的一種常用算法,也是最早也最為人們熟知的線性圖像復(fù)原方法。其設(shè)計(jì)思想是使輸人信號(hào)乘響應(yīng)后的輸出,與期望輸出的均方誤差為最小。從圖414中可以看到維納濾波對(duì)高斯噪聲有明顯的抑制作用,相對(duì)與均值濾波和中值濾波,維納濾波對(duì)這兩種噪聲的抑制效果更好,缺點(diǎn)就是容易失去圖像的邊緣信息。又正如圖415所示,維納濾波對(duì)椒鹽噪聲幾乎沒(méi)有抑制作用。小波閾值去噪方法是研究最廣泛的方法。這種非線性濾波方法之所以特別有效, 就是由于小波變換具有一種“ 集中”的能力, 它可以使一個(gè)信號(hào)的能量在小波變換域集中在少數(shù)系數(shù)上, 因此這些系數(shù)的幅值必然大于在小波變換域內(nèi)能量分散于大量小波系數(shù)上的信號(hào)或噪聲的幅值。這就意味著對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行閾值處理可以在小波變換域中去除低幅值的噪聲和不期望的信號(hào), 然后運(yùn)用小波逆變換, 得到去噪后的重建圖像。如圖448所示,使用小波變換都得到了較好的消噪效果。上述濾波方法雖都有一定的降噪效果,但都有其局限性。事實(shí)上,不管濾波器具有什么樣的頻率響應(yīng),均不可能做到噪聲完全濾掉,使信號(hào)波形不失真。但我們可以不斷地改進(jìn)濾波的技術(shù),如實(shí)際應(yīng)用中常用一些改進(jìn)型的濾波方法如小波導(dǎo)向、多級(jí)門限檢測(cè)來(lái)提高去噪的效果從而最大可能地恢復(fù)出原始圖像。 Matlab GUI軟件界面處理的結(jié)果圖416 中值濾波GUI界面圖417 均值濾波GUI界面圖418 維納自適應(yīng)濾波GUI界面通過(guò)Matlab GUI界面軟件設(shè)計(jì),可以方便地進(jìn)行圖像空域增強(qiáng)處理,即使對(duì)Matlab軟件不熟練的人也可以較為方便和快速地進(jìn)行操作。只要點(diǎn)擊操作界面,載入圖像,即可進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理。致 謝謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師章瑞平老師表示衷心的感謝。感謝章老師在過(guò)去的四年中,在我完成學(xué)業(yè)和畢業(yè)論文的寫作過(guò)程中,對(duì)我的悉心指導(dǎo)和幫助;在生活上,對(duì)我的關(guān)心和照顧。當(dāng)我遇到困難的時(shí)候,章老師總是熱心幫助,給我支持和鼓勵(lì)。我被肖老師誠(chéng)懇的待人方式,廣博扎實(shí)的專業(yè)知識(shí),嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,富有啟發(fā)的思維方式,孜孜不倦的誨人態(tài)度,非凡的人格魅力所折服,使我受益匪淺,令我終生難忘。再次向章老師深表謝意!衷心感謝理學(xué)院全體老師在我學(xué)習(xí)道路上對(duì)我的培養(yǎng)。難忘各位老師的辛勤付出和鼓勵(lì)支持,再次表示感謝。 感謝在我的學(xué)習(xí)和生活中曾幫助和關(guān)心過(guò)我的所有同學(xué)、朋友和家人! 最誠(chéng)摯地感謝所有辛勤審評(píng)的老師和對(duì)此文提出寶貴建議的老師和同學(xué)們!參考文獻(xiàn)[1] 汪亞明,吳國(guó)忠,[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2009,34(3):9698[2] 趙春燕,鄭永果,[J].計(jì)算機(jī)工程,2008,31(12):185186,222[3] Tobias, segmentation by histogram thresholding using fuzzy sets[J].IEEE Transactions on Image Processing,2010 11(12):14571465[4] 王玉平,[J].中國(guó)科學(xué),A輯,1995,25(4):426-437.[5] 李玉,于鳳琴,[J].江南大學(xué)學(xué)報(bào),2009,5(4):476479[6] , Image Denoiseing based on Statistical Modeling of Wavelet Cofficients[J].IEEE Signal Process,1999,6(12):300303[7] 朱云芳,戴朝華,[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù),2006,32(7):2830[8] 凌毓?jié)?姚遠(yuǎn),[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,38(1):4751[9] [D].西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003,4[10] Hayit Grernspan,Charles H, Enhancement by Nonlinear Extrapolation[J].IEEE Transactions on Image Processing,2000,9(6):[11] 李旭超, ,10(8):964969[12] TaiChiu Hsung,Daniel PakKong Lun,WanChi by Singularity Detection[J].IEEE Transactions on Signal Processing,1999,47(11)[13] Lei Zhang,Paul by Spatial Correlation Thresholding[J]. IEEE Transactions on Circuts and Systems for Video Technology,2003,13(6):535538[14] ShihChung ,Huai Li,Matthew Optimization of Wavelet Deposition for Image Compression and Feature Transactions on Medical Imaging,2003,22(9):11411151[15] Junmei Zhong,Ruola Denoising Based on Wavelets and Multifractals for Singularity Detection[J].IEEE Transactions on Image Processing,2005,14(10):14351447[16] Z Cai,T H Cheng,C Lu,K R Subramanian. Efficient wavelet based image demising ,2001,37(11):683685[17] Ahmed,J,Jafri, Tracking in an Image Sequence Using Wavelet Features and a Neural Network[J].TENCON 2005,10(11):16[18] Yunyi Yan,Baolong Guo,Wei Denoising:An Approach Based on Wavelet Neural Network and Improved Median Filtering[J].WCICA 2006:1006310067[19] Changjiang Zhang,Jinshan Wang,Xiaodong Wang,Huajun Enhancement for Image with Inplete Beta Transform and Wavelet Neural Network[J].Neural Networks and Brain,2005,10:12361241[20] Cao Wanpeng,Che Rensheng,Ye Dong An illumination independent edge detection and fuzzy enhancement algorithm based on wavelet transform for nonuniform weak illumination images[J]Pattern Recognition Letters 29(2008)192199