基于MATLAB下中值濾波算法的圖像增強

王賽男

摘 要：圖像增強技術是改善圖像最常用的技術，目的是改善圖像的視覺效果，使圖像更加清晰。本文重點闡述了非線性空域濾波的中值濾波算法原理和理論基礎，在MATLAB平臺下，通過不同的濾波模板和添加不同的噪聲進行中值濾波仿真實驗，以及得到和分析實驗結果。

關鍵詞：中值濾波；圖像增強；MATLAB

中圖分類號：TP301 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2163（2014）06-

Abstract： Image enhancement technology is to improve the image of the most commonly used techniques， the purpose is to improve the image visual effect， make the image more clear. This paper mainly expounds the nonlinear median filtering algorithm of spatial filtering principle and theoretical basis， in the MATLAB platform， through the different filter template and add different noise， median filtering simulation experiment and the experimental results analysis are given out.

Key words： Median Filtering； Image Enhancement； MATLAB

0引 言

圖像增強能將并不清晰的圖像處理變換為清晰，或者抑制圖像的某些特征而增強另一些特征，其設計目的是消除圖像中的混雜干擾因素，增加圖像的信噪比，改善圖像質量，進而增強圖像的視覺效果[1]。

經過研究知道，圖像增強可通過對圖像進行濾波處理而實現。濾波可以分為空域和頻域濾波，而空域濾波又可分為線性濾波和非線性濾波，并且非線性濾波則包括了中值濾波、順序統計濾波和自適應濾波。本文主要介紹非線性濾波范圍內的中值濾波的理論基礎、算法思想、MATLAB下的算法實現以及實驗結果分析，最終又給出了相應的實驗結論。

1中值濾波算法

中值濾波是一種保護邊緣的非線性圖像平滑方法，在圖像增強中具有廣泛應用。中值濾波器輸出的像素值則為相應像素鄰域內的中值。若將其與均值濾波器相比較可知，中值濾波器對圖像的異常值不夠敏感，因此，在不減小圖像對比度的情況下，中值濾波器可以降低圖像異常值的作用或影響。中值濾波算法的特點是在去除噪音的同時，還可以有效地保留圖像的邊沿銳度以及圖像細節[2]。

1.1算法原理

3實驗結果與分析

對圖像的評價分為主觀評價和客觀評價，因為圖像的接受者是人，人眼觀察到的效果直接影響評價結果。由主觀評價得到，從圖1用眼睛直接觀察到，添加了密度為0.08的椒鹽噪聲，成像視圖發生了重度降質，而對含有椒鹽噪聲的圖像執行3×3、5×5、7×7、9×9模板中值濾波，椒鹽噪聲則被明顯濾除。同時，經過中值濾波后的圖像與原始圖像越發接近，而且模板越大濾除效果越好，可見中值濾波能有效地濾除圖像中的椒鹽噪聲。

對圖2的多張圖像進行比較，可以得到，中值濾波除了對椒鹽噪聲能有效去除外，還對高斯噪聲和乘性噪聲具有較好的濾除效果。圖像的特征部位經過中值濾波之后也得到了顯著呈現，而與原始圖像對比，相似度很高。綜上可知，中值濾波對常見的椒鹽噪聲、高斯噪聲以及乘性噪聲都能做到高度有效的成功濾除。

4結束語

中值濾波是通過選擇濾波器模板的中值對含有噪聲的圖像執行噪聲濾除。[5]本文介紹了中值濾波能夠有效地增強圖像的功能作用，再通過對中值濾波算法的原理進行了分析，同時也給出了在MATLAB下的仿真對比試驗。試驗表明中值濾波不但能有針對地濾除圖像中的密度較大的椒鹽噪聲，而且對高斯噪聲和乘性噪聲也有很好的濾除效果，但是在有關高斯噪聲和乘性噪聲濾除的試驗中，有些細節部分的濾除效果還未臻理想，為此仍有待更進一步的研究和探索。

參考文獻：

[1]王家衛. MATLAB7.6圖形圖像處理[M].北京：國防工業出版社，2009.

[2]張巖. MATLAB圖像處理超級學習手冊[M].北京：人民郵電出版社，2014.

[3]李艷梅. 圖像增強的相關技術及應用研究[D]. 成都：電子科技大學，2013.

[4]楊丹，趙海濱，龍哲. MATLAB圖像處理實例詳解[M]. 北京：清華大學出版社，2014.

[5]王波. 濾波算法在圖像增強中的應用研究[J]. 計算機仿真，2013（3）：364-367+407.