matlab圖像處理圖像平滑與濾波

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1、實驗三、圖像平滑與濾波一、實驗題目：圖像平滑與濾波二、實驗目的：在熟悉圖像平滑的基本原理和方法的基礎上，在理論指導下，能在MATLAB環(huán)境下對圖像進行平滑處理。本實驗要求用線性平滑濾波、中值平滑濾波、頻域低通濾波的方法進行程序設計。經(jīng)過平滑處理，對結(jié)果圖像加以比較，得出自己的實驗結(jié)論。三、實驗內(nèi)容：（1）利用MATLAB為用戶提供的專門函數(shù)實現(xiàn)均值濾波。（2）利用MATLAB為用戶提供的專門函數(shù)實現(xiàn)中值濾波。（3）編寫頻域理想低通、巴特沃斯低通及高斯低通濾波函數(shù)。四、預備知識：（1）熟悉平滑濾波原理。（2）熟悉頻域濾波原理。（3）熟悉在MATLAB環(huán)境下對圖像文件的I/O操作。五、實驗原理

2、：平滑濾波技術(shù)用于平滑圖像中的噪聲。平滑噪聲可以在空間域中進行，基本方法是求像素灰度的平均值或中值。也可以在頻域中用基于傅立葉的分析方法進行。這里對常用濾波函數(shù)進行簡要介紹。（1）噪聲產(chǎn)生函數(shù)：imnoise圖像平滑主要是針對圖像的各種噪聲而言的，因此需要模擬數(shù)字圖像的各種噪聲來分析濾波效果。MATLAB的圖像處理工具箱提供了imnoise函數(shù)，可以用該函數(shù)給圖像添加不同種類噪聲，其調(diào)用格式為：J=imnoise(I,’type’,parameters)I是輸入圖像，J是對I添加噪聲后的輸出圖像。表5.1列出了imnoise函數(shù)能夠產(chǎn)生的五種噪聲及其對應參數(shù)。表5.1噪聲種類及參數(shù)說明TY

3、PEPARAMETERS說明gaussianm,v均值為m，方差為v的高斯噪聲。默認值m=0，v=0.01localvarv均值為0，方差為v的高斯白噪聲passion無泊松噪聲salt&pepperd噪聲強度為d的椒鹽噪聲。默認值為0.05specklev均值為0，方差為v的均勻分布隨機噪聲例1.5.1給圖像加上椒鹽噪聲，可以使用下列語句。>>I=imread('ckt-board.tif');>>J=imnoise(I,'salt&pepper',0.2);%給圖像加入椒鹽噪聲>>subplot(1,2,1);imshow(I);title('原始圖像');>>subplot(1,2,

4、2);imshow(J);title('加入椒鹽噪聲的圖像');其顯示結(jié)果如圖1.5.1所示。圖1.5.1原始圖像和加入噪聲后的圖像（1）圖像濾波函數(shù)：filter2、imfilter空域濾波是在圖像空間中借助模板對圖像進行鄰域操作，輸出圖像每一個像素的取值都是根據(jù)模板對輸入像素相應鄰域內(nèi)的像素值進行計算得到的。模板運算的數(shù)學涵義是一種卷積（或互相關）運算。MATLAB提供了基于卷積的圖像濾波函數(shù)filter2進行平滑濾波，該函數(shù)用指定的濾波器模板對圖像進行運算。其調(diào)用格式為：B=filter2(h,A)B=filter2(h,A,shape)其中B=filter2(h,A)返回圖像A經(jīng)算

5、子h濾波后的結(jié)果，參數(shù)shape指定濾波的計算范圍，即：shape=‘full’時，作邊界補零shape=‘same’時，返回圖像B與輸入圖像A大小相同shape=‘valid’時，不考慮邊界補零，只計算有效輸出部分。此外，也可以使用imfilter函數(shù)進行卷積或相關性濾波來實現(xiàn)圖像平滑。該函數(shù)的調(diào)用格式為：B=imfilter(A,H)B=imfilter(A,H,option1,option2,…)其中B=imfilter(A,H)返回圖像A經(jīng)算子h濾波后的結(jié)果；B=imfilter(A,H,option1,option2,…)是根據(jù)指定的option參數(shù)實現(xiàn)圖像濾波。option參數(shù)

6、可以有下列取值：邊界填充選項對一幅圖像進行濾波時，零填充可能會導致圖像被一個黑框圍繞，為了消除零填充的人工痕跡，imfilter函數(shù)支持三種可選的邊界填充方法：‘symmetric’邊界對稱‘replicate’邊界復制，缺省值‘circular’邊界循環(huán)輸出尺寸選項其選項與filter2函數(shù)的shape參數(shù)相同。濾波選項‘corr’使用相關性來進行濾波，缺省使用此方法‘conv’使用卷積方法實現(xiàn)濾波以上兩個濾波函數(shù)的參數(shù)h可以是自定義的濾波器模板，也可以是MATLAB提供的預定義濾波器模板。函數(shù)fspecial生成濾波所用的預定義模板。其調(diào)用格式為：h=fspecial(‘type’)h

7、=fspecial(‘type’,parameters)其中,參數(shù)type指定濾波器的種類，parameters是與濾波器種類有關的具體參數(shù)。例1.5.2對圖1.5.1中加入椒鹽噪聲的圖像進行均值濾波，可以使用下列語句。>>h=fspecial('average',3);>>gd=imfilter(J,h);>>subplot(1,2,1);imshow(J);title('加入椒鹽噪聲的圖像');>>subplot(1