MATLAB應(yīng)用在基于噪聲檢測(cè)的圖像均值去噪法

引言

　　圖像是用各種觀測(cè)系統(tǒng)以不同形式和手段觀測(cè)客觀世界而獲得的，可以直接或間接作用于人眼并進(jìn)而產(chǎn)生視知覺的實(shí)體，是人類感知世界的視覺基礎(chǔ)，是人類獲取信息、表達(dá)信息和傳遞信息的重要手段。研究表明，人類獲取的視覺圖像信息在人類接受的信息中的比重達(dá)到75％，“百聞不如一見”便是非常形象的例子之一。在高度信息化條件下的今天，數(shù)字圖像越來越得到普及和應(yīng)用。

　　然而，人們?cè)讷@取和傳輸數(shù)字圖像的同時(shí)，難免于圖像數(shù)據(jù)被外界噪聲所污染，妨礙了人們對(duì)圖像信息的理解。由此，圖像去噪技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。圖像去噪，即在盡可能地不損失原圖像細(xì)節(jié)的前提下，去除圖像中無關(guān)的噪點(diǎn)?，F(xiàn)有的圖像去噪方法[11很多，如：

　　1 均值濾渡器

　　均值濾波器是一種典型的線性去噪方法，因?yàn)槠溥\(yùn)算簡(jiǎn)單快速，同時(shí)又能夠較為有效地去除高斯噪聲。因而適用面較廣。

　　許多濾除噪聲方法都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。其缺點(diǎn)是嚴(yán)重破壞了圖像的邊緣，模糊了圖像。

　　2 低通濾波器

　　低通濾波器，信號(hào)或圖像的能量大部分集中在幅度譜的低頻和中頻段是很常見的；而在較高頻段，感興趣的信息常被噪聲所淹沒。因此。一個(gè)能降低高頻成分幅度的濾波器就能減弱噪聲的看的見的影響。這是一種頻域處理法。在分析圖像信號(hào)的頻率特性時(shí)，一幅圖像的邊緣、跳躍部分以及顆粒噪聲代表圖像信號(hào)的高頻分量，而大面積的背景區(qū)則代表低頻分量。用濾渡的方法濾除其高頻部分就能去掉噪聲，使圖像得到平滑。但同時(shí)，有用的高頻成分也濾除了。因此這種處理是以犧牲清晰度為代價(jià)的。

　　3 中值濾波器

　　中值濾波器是一種消除噪聲的非線性處理方法，它是由Tueky在1971年提出的。它的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個(gè)鄰近各點(diǎn)值的中值代替。中值定義如下：對(duì)一個(gè)數(shù)字序列的元素進(jìn)行排序，如果元素個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則取排序后序列的中間值。如果序列元素個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則取排序后序列的中間兩個(gè)值的均值。

　　把一個(gè)點(diǎn)的特定長度或形狀的領(lǐng)域稱作窗口。在一維情況下，中值濾波器是一個(gè)含有奇數(shù)個(gè)像素的滑動(dòng)窗口。窗口正中問那個(gè)像素的值用窗口內(nèi)各像素值的中值代替。

　　該濾波器是一種典型的非線性處理方法。它的優(yōu)勢(shì)在對(duì)圖像中脈沖噪聲消除極為有效，且能夠較好地保護(hù)圖像邊緣信息。

　　弱點(diǎn)是因?yàn)樯婕按罅颗判蜻\(yùn)算，運(yùn)算速度較慢，對(duì)圖像的實(shí)時(shí)處理有影響。圖像一般要傳化成數(shù)字圖像后才可以使用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行各種處理。數(shù)字圖像，是以數(shù)字的形式而存在的。利用MATLAB（矩陣實(shí)驗(yàn)室）進(jìn)行處理時(shí)，我們簡(jiǎn)單地理解它為一定大小的數(shù)字矩陣。矩陣中的每個(gè)效字代表圖像的一個(gè)像索點(diǎn)。由此可以知道，對(duì)數(shù)字圖像的處理，實(shí)際上就是對(duì)一個(gè)數(shù)字矩陣的運(yùn)算處理。

　　為了研究方便，我們的方法是人工的給原圖像添加噪聲·主要是不同強(qiáng)度的正態(tài)分布隨機(jī)噪聲和脈沖噪聲。在MATLAB中，正態(tài)分布噪聲是由randn函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，而脈沖噪聲，即平常所說的椒鹽噪聲，是由imnoise（Io，’saIt 8L pepper，i）實(shí)現(xiàn)的。其中Io是原圖像矩陣，i取值。至1之間，表示噪聲的強(qiáng)度。