图像处理之应用卷积一实现噪声消去

2024-06-12 22:48

本文主要是介绍图像处理之应用卷积一实现噪声消去,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

 - created by gloomyfish

讨论如何使用卷积作为数学工具来处理图像,实现图像的滤波,其方法包含以下几种,均值

滤波,中值滤波,最大最小值滤波,关于什么是卷积以及理解卷积在图像处理中作用参见这

里–http://blog.csdn.net/jia20003/article/details/7038938

 

均值滤波:

均值滤波,是图像处理中最常用的手段,从频率域观点来看均值滤波是一种低通滤波器,高

频信号将会去掉,因此可以帮助消除图像尖锐噪声,实现图像平滑,模糊等功能。理想的均

值滤波是用每个像素和它周围像素计算出来的平均值替换图像中每个像素。采样Kernel数

据通常是3X3的矩阵,如下表示:


从左到右从上到下计算图像中的每个像素,最终得到处理后的图像。均值滤波可以加上两个

参数,即迭代次数,Kernel数据大小。一个相同的Kernel,但是多次迭代就会效果越来越好。

同样,迭代次数相同,Kernel矩阵越大,均值滤波的效果就越明显。

 

中值滤波

中值滤波也是消除图像噪声最常见的手段之一,特别是消除椒盐噪声,中值滤波的效果要比

均值滤波更好。中值滤波是跟均值滤波唯一不同是,不是用均值来替换中心每个像素,而是

将周围像素和中心像素排序以后,取中值,一个3X3大小的中值滤波如下:

 

最大最小值滤波

最大最小值滤波是一种比较保守的图像处理手段,与中值滤波类似,首先要排序周围像素和

中心像素值,然后将中心像素值与最小和最大像素值比较,如果比最小值小,则替换中心像

素为最小值,如果中心像素比最大值大,则替换中心像素为最大值。一个Kernel矩阵为3X3的最大最小值滤波如下:

 

 原图如下:



分别实现中值和均值滤波以后效果如下:


代码就不解释了,原理已经解释得很清楚了,全部算法源代码都是基于Java

特别说明一点的是,均值滤波对于高斯噪声的效果比较好,中值滤波对于椒盐噪声的效果比较好

想必大家从上面效果比较中也可以看到一点端倪。因为我选择的噪声图片是椒盐噪声的,哈哈


自己读吧,不解释了,有问题的可以问,源代码如下:

package com.process.blur.study;import java.awt.image.BufferedImage;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;public class SmoothFilter extends AbstractBufferedImageOp {public final static int MEAN_FILTER_TYPE = 1;public final static int MEADIAN_FILTER_TYPE = 2;public final static int MIN_MAX_FILTER_TYPE = 4;private int repeats = 3; // default 1private int kernel_size = 3; // default 3private int type = 1; // default mean typepublic int getRepeat() {return repeats;}public void setRepeat(int repeat) {this.repeats = repeat;}public int getKernelSize() {return kernel_size;}public void setKernelSize(int kernelSize) {this.kernel_size = kernelSize;}public int getType() {return type;}public void setType(int type) {this.type = type;}@Overridepublic BufferedImage filter(BufferedImage src, BufferedImage dest) {int width = src.getWidth();int height = src.getHeight();if ( dest == null )dest = createCompatibleDestImage( src, null );int[] inPixels = new int[width*height];int[] outPixels = new int[width*height];getRGB( src, 0, 0, width, height, inPixels );// pick up one filter from here!!!if(this.type == MEAN_FILTER_TYPE) {for(int i=0; i<repeats; i++) {performMeanFilter(width, height, inPixels, outPixels);System.arraycopy(outPixels, 0, inPixels, 0, inPixels.length);}} else if(this.type == MEADIAN_FILTER_TYPE) {performMedianFilter(width, height, inPixels, outPixels);} else if(this.type == MIN_MAX_FILTER_TYPE) {performMinMaxFilter(width, height, inPixels, outPixels);}// return resultsetRGB( dest, 0, 0, width, height, outPixels );return dest;}/***  <p> perform convolution filter </p>* * @param width* @param height* @param inPixels* @param outPixels*/public void performMeanFilter(int width, int height, int[] inPixels, int[] outPixels) {int rows2 = kernel_size/2;int cols2 = kernel_size/2;int index = 0;int index2 = 0;float total = kernel_size * kernel_size;for (int y = 0; y < height; y++) {for (int x = 0; x < width; x++) {float r = 0, g = 0, b = 0, a = 0;for (int row = -rows2; row <= rows2; row++) {int rowoffset = y + row;if(rowoffset < 0 || rowoffset >=height) {rowoffset = y;}//System.out.println("rowoffset == " + rowoffset);for(int col = -cols2; col <= cols2; col++) {int coloffset = col + x;if(coloffset < 0 || coloffset >= width) {coloffset = x;}index2 = rowoffset * width + coloffset;int rgb = inPixels[index2];a += ((rgb >> 24) & 0xff);r += ((rgb >> 16) & 0xff);g += ((rgb >> 8) & 0xff);b += (rgb & 0xff);}}int ia = 0xff;int ir = clamp((int)(r/total));int ig = clamp((int)(g/total));int ib = clamp((int)(b/total));outPixels[index++] = (ia << 24) | (ir << 16) | (ig << 8) | ib;}}}/***  <p> perform median filter </p>* * @param width* @param height* @param src* @param inPixels* @param outPixels*/public void performMedianFilter(int width, int height, int[] inPixels, int[] outPixels) {int rows2 = kernel_size/2;int cols2 = kernel_size/2;int index = 0;int index2 = 0;float total = kernel_size * kernel_size;int[] matrix = new int[(int)total];for (int y = 0; y < height; y++) {for (int x = 0; x < width; x++) {int count = 0;for (int row = -rows2; row <= rows2; row++) {int rowoffset = y + row;if(rowoffset < 0 || rowoffset >=height) {rowoffset = y;}for(int col = -cols2; col <= cols2; col++) {int coloffset = col + x;if(coloffset < 0 || coloffset >= width) {coloffset = x;}index2 = rowoffset * width + coloffset;int rgb = inPixels[index2];matrix[count] = rgb;count++; }}Arrays.sort(matrix);int ia = 0xff;int ir = ((matrix[count/2] >> 16) & 0xff);int ig = ((matrix[count/2] >> 8) & 0xff);int ib = (matrix[count/2] & 0xff);outPixels[index++] = (ia << 24) | (ir << 16) | (ig << 8) | ib;}}}/*** <p> perform min/max pixel filter </p>* * @param width* @param height* @param src* @param inPixels* @param outPixels*/public void performMinMaxFilter(int width, int height, int[] inPixels, int[] outPixels) {int rows2 = kernel_size/2;int cols2 = kernel_size/2;int index = 0;int index2 = 0;float total = kernel_size * kernel_size;int[] matrix = new int[(int)total];for (int y = 0; y < height; y++) {for (int x = 0; x < width; x++) {int count = 0;for (int row = -rows2; row <= rows2; row++) {int rowoffset = y + row;if(rowoffset < 0 || rowoffset >=height) {rowoffset = y;}for(int col = -cols2; col <= cols2; col++) {int coloffset = col + x;if(coloffset < 0 || coloffset >= width) {coloffset = x;}index2 = rowoffset * width + coloffset;int rgb = inPixels[index2];matrix[count] = rgb;count++; }}int ia = 0xff;int oldPixel = matrix[count/2];int targetRGB = findNewPixel(matrix, oldPixel);int ir = ((targetRGB >> 16) & 0xff);int ig = ((targetRGB >> 8) & 0xff);int ib = (targetRGB & 0xff);outPixels[index++] = (ia << 24) | (ir << 16) | (ig << 8) | ib;}}}private int findNewPixel(int[] matrix, int oldPixel) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();for(int i=0; i<matrix.length; i++) {if(matrix[i] == oldPixel)continue;list.add(matrix[i]);}int[] filterData = new int[list.size()];int index = 0;for(Integer rgb : list) {filterData[index++] = rgb;}Arrays.sort(filterData);if(filterData.length == 0)return oldPixel;return (oldPixel > filterData[0]) ? filterData[0] : (oldPixel < filterData[filterData.length -1])? filterData[filterData.length -1] : oldPixel;}public static int clamp(int c) {if (c < 0)return 0;if (c > 255)return 255;return c;}}


这篇关于图像处理之应用卷积一实现噪声消去的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1055557

相关文章

Redis中Stream详解及应用小结

《Redis中Stream详解及应用小结》RedisStreams是Redis5.0引入的新功能,提供了一种类似于传统消息队列的机制,但具有更高的灵活性和可扩展性,本文给大家介绍Redis中Strea... 目录1. Redis Stream 概述2. Redis Stream 的基本操作2.1. XADD

Spring StateMachine实现状态机使用示例详解

《SpringStateMachine实现状态机使用示例详解》本文介绍SpringStateMachine实现状态机的步骤,包括依赖导入、枚举定义、状态转移规则配置、上下文管理及服务调用示例,重点解... 目录什么是状态机使用示例什么是状态机状态机是计算机科学中的​​核心建模工具​​,用于描述对象在其生命

Spring Boot 结合 WxJava 实现文章上传微信公众号草稿箱与群发

《SpringBoot结合WxJava实现文章上传微信公众号草稿箱与群发》本文将详细介绍如何使用SpringBoot框架结合WxJava开发工具包,实现文章上传到微信公众号草稿箱以及群发功能,... 目录一、项目环境准备1.1 开发环境1.2 微信公众号准备二、Spring Boot 项目搭建2.1 创建

IntelliJ IDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤

《IntelliJIDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤》本文主要介绍了IntelliJIDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家... 目录一、创建 Spring Boot 项目1. 新建项目2. 基础配置3. 选择依赖4. 生成项目5.

JSONArray在Java中的应用操作实例

《JSONArray在Java中的应用操作实例》JSONArray是org.json库用于处理JSON数组的类,可将Java对象(Map/List)转换为JSON格式,提供增删改查等操作,适用于前后端... 目录1. jsONArray定义与功能1.1 JSONArray概念阐释1.1.1 什么是JSONA

nginx -t、nginx -s stop 和 nginx -s reload 命令的详细解析(结合应用场景)

《nginx-t、nginx-sstop和nginx-sreload命令的详细解析(结合应用场景)》本文解析Nginx的-t、-sstop、-sreload命令,分别用于配置语法检... 以下是关于 nginx -t、nginx -s stop 和 nginx -s reload 命令的详细解析,结合实际应

Linux下删除乱码文件和目录的实现方式

《Linux下删除乱码文件和目录的实现方式》:本文主要介绍Linux下删除乱码文件和目录的实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录linux下删除乱码文件和目录方法1方法2总结Linux下删除乱码文件和目录方法1使用ls -i命令找到文件或目录

SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出

《SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何结果EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出功能,文中的示例代码讲解详细,... 目录安装处理自定义导出复杂场景1、列不固定,动态列2、动态下拉3、自定义锁定行/列,添加密码4、合并

mybatis执行insert返回id实现详解

《mybatis执行insert返回id实现详解》MyBatis插入操作默认返回受影响行数,需通过useGeneratedKeys+keyProperty或selectKey获取主键ID,确保主键为自... 目录 两种方式获取自增 ID:1. ​​useGeneratedKeys+keyProperty(推

Spring Boot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤

《SpringBoot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤》本文介绍如何在SpringBoot项目中集成Druid数据库连接池,包括环境搭建、Maven依赖配置、SpringBoot配置文件... 目录1. 引言1.1 环境准备1.2 Druid介绍2. 配置Druid连接池3. 查看Druid监控