基于十字滑动窗口的快速自适应图像中值滤波

作者:张新明;党留群;徐久成 刊名:计算机工程与应用 上传者:刘晓慧

【摘要】传统的中值滤波存在着在有效去掉脉冲噪声的同时也破坏了图像的细节等缺陷,而且运行速度不能很好地满足实时要求。提出了一种基于十字滑动窗口快速自适应中值滤波算法;十字滑动窗口不仅计算速度较方形窗口快,而且充分利用前一窗口信息,通过两个十字相交向量退化和推进,更加快速;还依据噪声强度来调整窗口大小来提高去噪效果。实验证明该算法在去噪的同时能很好地保护图像细节,并使传统中值滤波复杂度由O(D2)降至O(D),速度得到大幅度的提高。

全文阅读

2007,43(27) 图像在景物成像、空间采样和量化等过程中经常受外界各种噪声干扰,使图像质量下降。而图像噪声是影响人眼观察最直接、最有害和最关键的问题。为尽可能减小噪声影响,对噪声污染的图像必须进行去噪处理。1971 年,著名学者 Tukey在他的开拓性论文中,提出了一种非线性滤波器-中值滤波器[1]。研究表明,中值滤波在一定的条件下可以克服线性滤波所带来的图像模糊,而且是消除图像脉冲噪声的最佳办法。其原理是一个含有奇数像素的滑动窗口,窗口中心的像素灰度值用窗口内像素灰度值的中值代替。然而正如众多文献指出,中值滤波从一维信号扩展到多维信号处理,尽管中值滤波具有良好的窄脉干扰抑制能力,但在二维图像中的点、细线、尖锐顶角,经中值滤波后,可能丢失;窗口小,去噪效果差一点,保护细节好一点,运行速度快些,反之,窗口大,去噪效果好些,运行速度慢些,保护细节差些,如图 4 中的(c)和(d)所示。因为标准中值滤波的缺陷,各种中值滤波的改进算法应运而生,例如自适应中值滤波算法[2]、加权中值滤波算法[3]、三态中值滤波算法[4]、软切换中值滤波[5]等等,这些算法在去噪和保护细节方面都有较好的改 进效果,但处理速度并不理想,不能满足实时要求。如传统的中值滤波算法对每个窗口内的像素进行排序求中值,其复杂度(以比较次数来衡量)均正比于排序对象个数之平方,且当窗口尺寸增大时,计算量将按四次方增大,很难满足数字图像处理的实时性要求。针对以上问题,本文提出基于十字滑动窗口的快速自适应中值滤波的方法,这不仅是因为十字窗口是最少像素排序窗口,能提高滤波速度,而且它能很好地保护图像细节,为了更进一步提高速度,巧妙地利用前一窗口信息,通过两个十字相交向量退化和推进,加快完成滤波;为了进一步提高去噪能力和保护更多的细节,采用了自适应中值滤波,使标准中值滤波出现的问题得到一定的解决。 1 十字窗口中值滤波 中值滤波中的滑动窗口最普遍的形状是方形,这种形状的中值滤波我们称作标准的中值滤波。中值滤波的实质是用窗口内所包括像素灰度的中值来取代窗口中心像素的灰度。对于给定图像 A,中值滤波定义如下: 基于十字滑动窗口的快速自适应图像中值滤波 张新明,党留群,徐久成 ZHANG Xin-ming,DANG Liu-qun,XU Jiu-cheng 河南师范大学 计算机与信息技术学院,河南 新乡 453007 School of Computer and Information Technology,Henan Normal University,Xinxiang,Henan 453007,China E-mail:xinmingzhang@126.com ZHANG Xin - ming,DANG Liu - qun,XU Jiu - cheng .Fast adaptive image median filter based on crossing windows. Computer Engineering and Applications,2007,43(27):37- 39. Abstract:The traditional median filters denoising while tending to alter pixels undisturbed by noise,as well as without meeting the demand of real- time image preprocessing,so a fast adaptive median filter b

参考文献

引证文献

问答

我要提问