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湖南大学-脑与认知科学概论-实验2实验报告.pdf
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课程名
脑与认知科学概论
称
实验项
实验 2 图像去噪实验
目名称
CS0502502
和编号
实验目
的
实验环
实验课
4
时
同组者
姓 名
1.通过实验掌握图像去噪的基本方法;
2.学会根据情况选用不同方法。
硬件:联想 Y50 计算机
软件: WINDOWS7 操作系统
境
应用软件:MATLAB2014A
1.实验内容
请在如下面方法中选择多个,完成图像去噪操作,并进行分析、
比较。
实验内
(1)对静态场景的多幅图片取平均;
容
(2)空间域模板卷积(不同模板、不同尺寸);
和原理
(3)频域低通滤波器(不同滤波器模型、不同截止频率);
(4)中值滤波方法。
1
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2.实验要求
(1)图片可根据需要选取;
(2)对不同方法和同一方法的不同参数的实验结果进行分析和
比较,如空间域卷积模板可有高斯型模板、矩形模板、三角形模
板和自己根据需求设计的模板等;模板大小可以是 3×3,5×5,
7×7 或更大。频域滤波可采用矩形或巴特沃斯等低通滤波器模
型,截止频率也是可选的。
(3)分析比较不同方法的结果。
3 实验原理:
(一)对静态场景的多幅图片取平均:
考虑待处理的同一幅图的不同样本较多,如本题中,给出了一幅
图的 8 种不同噪音样本,我们选取取平均的做法,直接将灰度值
转化为浮点数取平均,即可得到需要的去噪结果。
(二)空间域模板卷积(不同模板、不同尺寸):
考虑三种模板处理方式:邻域模板、高斯模板、及加权模板
先看模板的使用方法:
fspecial 函数用于创建预定义的滤波算子,其语法格式为:
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h = fspecial(type)
h = fspecial(type,parameters)
参数 type 制定算子类型,parameters 指定相应的参数,具体格
式为:
type='average',为均值滤波,参数为 n,代表模版尺寸,用向
量表示,默认值为[3,3]。
type= 'gaussian',为高斯低通滤波器,参数有两个,n 表示模
版尺寸,默认值为[3,3],sigma 表示滤波器的标准差,单位为
像素,默认值为 0.5。
type= 'laplacian',为拉普拉斯算子,参数为 alpha,用于控
制拉普拉斯算子的形状,取值范围为[0,1],默认值为 0.2。
type= 'log',为拉普拉斯高斯算子,参数有两个,n 表示模版
尺寸,默认值为[3,3],sigma 为滤波器的标准差,单位为像素,
默认值为 0.5
type= 'prewitt',为 prewitt 算子,用于边缘增强,无参数。
type= 'sobel',为著名的 sobel 算子,用于边缘提取,无参数。
type= 'unsharp',为对比度增强滤波器,参数 alpha 用于控制
滤波器的形状,范围为[0,1],默认值为 0.2。
3
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下面考虑三种滤波方式:
邻域模板:最简单的平滑滤波是将原图中一个像素的灰度值和它
周围邻近 8 个像素的灰度值相加,然后将求得的平均值(除以 9)
作为新图中该像素的灰度值。它采用模板计算的思想,模板操作
实现了一种邻域运算,即某个像素点的结果不仅与本像素灰度有
关,而且与其邻域点的像素值有关。
邻域平均处理方法是以图像模糊为代价来减小噪声的,且模板尺
寸越大,噪声减小的效果越显著。如果是噪声点,其邻近像素灰
度与之相差很大,采用邻域平均法就是用邻近像素的平均值来代
替它,这样能明显消弱噪声点,使邻域中灰度接近均匀,起到平
滑灰度的作用。因此,邻域平均法具有良好的噪声平滑效果,是
最简单的一种平滑方法。
高斯模板:高斯滤波是一种线性平滑滤波,适用于消除高斯噪声,
广泛应用于图像处理的减噪过程。通俗的讲,高斯滤波就是对整
幅图像进行加权平均的过程,每一个像素点的值,都由其本身和
邻域内的其他像素值经过加权平均后得到。高斯滤波的具体操作
是:用一个模板(或称卷积、掩模)扫描图像中的每一个像素,
用模板确定的邻域内像素的加权平均灰度值去替代模板中心像
4
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素点的值。
加权模板:类似于邻域模板滤波,将各部分的加权比进行调整,
选择调整后最佳的加权比进行滤波。
(三)中值滤波
主要调用 b=medfilt2(a,[m,n]);
其中 b 是中值滤波后的图象矩阵,a 是原图矩阵,m 和 n 是处理
模版大小,默认大小为 3×3。
(四)频域低通滤波器
(1)对静态场景的多幅图片取平均(shy2_1.m)
实验步
代码:
骤
b1=double(imread('I1.jpg'))/255;%读取图片,将灰度转化为
浮点数后除以 255,下同
方
b2=double(imread('I2.jpg'))/255;
法
b3=double(imread('I3.jpg'))/255;
b4=double(imread('I4.jpg'))/255;
关键代
b5=double(imread('I5.jpg'))/255;
码
b6=double(imread('I6.jpg'))/255;
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苦茶子12138
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