数字图像处理入门(7)-噪声滤波器

一、均值滤波器

1.1 算数均值滤波器

  • 定义:略。
  • 特点:降低噪声,但是会模糊。
  • 公式:如下,其中$S_{xy}$ 表示大小为$m \times n$的矩形子图像。

1.2 几何均值滤波器

  • 定义:略。
  • 特点:降低噪声,比均值滤波器清晰一点。
  • 公式:如下,其中$S_{xy}$ 表示大小为$m \times n$的矩形子图像。

1.3 谐波均值滤波器

  • 定义:略。
  • 特点:对盐粒噪声效果比较好,但是不适用与椒噪声。对高斯噪声处理效果比较好。
  • 公式:如下,其中$S_{xy}$ 表示大小为$m \times n​$的矩形子图像。

1.4 逆谐波均值滤波器

  • 定义:略。
  • 特点:对盐粒噪声效果比较好,但是不适用与椒噪声。对高斯噪声处理效果比较好。
  • 公式:如下,其中$S_{xy}$ 表示大小为$m \times n$的矩形子图像。其中Q为阶数,当Q为正数时,可以去除椒噪声;当Q为负数时,可以去除盐噪声;当Q=0时,为算数均值滤波器;当Q=-1时,为谐波均值滤波器

二、统计排序滤波器

2.1 中值滤波器

  • 定义:对一个区域的像素做排序,取中间的值。
  • 公式:略。
  • 特点:最著名的统计排序方式,对噪声有较好的效果,特别是对于椒盐噪声,效果贼佳。

    2.2 最大值和最小值滤波器

  • 定义:对一个区域的像素做排序,取最大或最小值。
  • 公式:略
  • 特点:这种滤波器对发现图像中的亮点或者暗点效果很好

    2.3 中点滤波器

  • 定义:对一个区域的像素做排序,取最大和最小值的平均。
  • 公式:略。
  • 特点:对随机分布的噪声效果很好,如高斯白噪声。

    2.4 修正的阿尔法滤波器

  • 定义:对一个区域的像素做排序,去掉最高和最低$\frac{d}{2}$的像素点,剩下的为$g_r(x,y)$,再求平均
  • 公式:如下:
  • 特点:对随机分布的噪声效果很好,如高斯白噪声。

2.5 自适应滤波器

2.5.1 自适应局部降低噪声滤波器
  • 概念:随机变量统计最简单的就是均值和方差。作为自适应滤波器的基础是合理的使用这些参数。
  • 公式:如下,其中$g(x,y)$是被噪声干扰了的图像,$\sigma _ \eta ^2$是图像的方差;$\sigma _L^2$是局域的方差;$m_L$是局域均值
  • 特点:对高斯噪声效果较好,比上述均值滤波器优秀一点,但是代价是带来了复杂的计算。
2.5.2 自适应中值滤波器
  • 公式:

  • 说明:进程A目的是为了找到椒盐脉冲,进程B是为了平滑非脉冲噪声时试图保留细节
  • 特点:其可以处理具有更大概率的噪声脉冲,而且平滑非脉冲噪声时试图保留细节,这是传统中值滤波器做不到的。
  • 效果图如下:

三、用频率域滤波消除周期噪声

用频率域滤波可以有效的分析并滤除周期噪声,其基本概念是傅里叶变换中,周期噪声在对于频率干扰除的频率处,以集中的能量脉冲形式出现,可以选择一个频域滤波方法分离这些噪声

3.1、带阻滤波器

  • 概念:把频率域某一个频段去除,二维频域中表现为一个圈。
  • 图例如下:
  • 作用:消除周期噪声

3.2、带通滤波器

  • 概念:只保留某一个频段
  • 图例:无
  • 作用:通常为了强化某一个频段才这么用。

3.3、陷波滤波器

  • 概念:对于二维频域,在图中扣掉一个小块
  • 图例:
  • 作用:消除周期噪声,比带阻效果应该好点,但是付出了计算复杂度。

3.4、最佳陷波滤波器

当存在几种干扰成分时,前面的几种方法就不用了。另外,干扰成分通常不是单频脉冲。

  • 概念:我也扯不出来
  • 步骤:没看懂,以后用到再说。
  • 特点:看样子,觉得很强
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