基于MATLAB的图像消噪处理-副本

毕业设计基于MATLAB的图像消噪处理宁夏大学新华学院本科学位论文I摘要随着计算机技术的飞速发展，数字图像处理技术也获得了飞速的发展，并形成了许多分支，其中图像消噪就是图像处理中的一个重要分支。高斯噪声和脉冲噪声在图像形成和传输过程中最为常见，且容易导致图像质量下降，为减小噪声影响，各种线性、非价标准。其次，介绍了数字滤波器的基础知识。数字滤波器可以分为两大类，一种是线性滤波器，一种是非线性滤波器。线性滤波器从冲击响应的时域特征可以分为FIR滤波器和IIR滤波器。非线性滤波器主要介绍了中值滤波器，给出了中值滤波的原理和主要特性。最后，选取标准的Lena图像，对其添加不同强度的高斯噪声和脉冲噪声，分别通过线性的FIR滤波器和非线性的中值滤波器对其进行噪声滤除。文中给出了在Matlab平台下波图像的峰值信噪比。非线性中值滤波器在滤除脉冲噪声方面，表现尤为突出，随着脉冲噪声强度的增加，PSNR提高的幅度也有所增加。关键字：图像处理；消噪；FIR滤波器；中值滤波器；峰值信噪比AbstractAlongwiththerapiddevelopmentofcomputertechnology,thedigitalimageprocessingtechnologyalsowinstherapiddevelopment,andformedmanybranches,imagedenoisingisanimportantbranchinimageprocessing.Gaussiannoiseandimpulsenoiseisverycommoninimageformationandtransportprocess,whicheasytocausetheimagequality,inordertoreducethenoiseinfluence,allsortsoflinearandnonlinearfilteringmethodis宁夏大学新华学院本科学位论文IIwidelyused.Inthispaper,weusedthedigitalfiltertowipeoutGaussiannoiseandimpulsenoiseintheimageontheMatlab,throughthepeaksignaltonoiseratioandsubjectivefeelingtoevaluatetheeffectoffilter.Thispaperfirstbrieflystatedthebasictheoryofdigitalimages,includingimageclassification,type,commonimageformats,andillustratedthesignificanceofimagefiltering,imagefilterFinally,weselectedthecriteriaimageofLena,addGaussiannoiseandimpulsenoisewithdifferentstrength,nextmakeuseofthelinearFIRfiltersandnon-linearmedianfiltertofilterthenoise.ThepapershowedsimulationresultsandtheexperimentaldataunderMatlabplatform.TestresultsshowedthatthelinearFIRfilterandnon-linearmedianfilterbothhavecertaineffectondigitalimagenoiseeliminating,andimprovedthepeaksignaltonoiseratiooffilteredimage.Non-linearmedianfilterworksbetteronimpulsenoise.Particularly,withtheincreaseofimpulsenoiseintensity,thePSNRalsoincreases.Keywords:Imageprocessing;Denoising;FIRfilter;Medianfilter;Thepeaksignaltonoise-ratio目录第1章绪论...........................................................41.1引言..............................................................41.2图像的基本理论....................................................41.2.1图像的基本分类................................................41.2.2图像的类型....................................................51.2.3图像的常见格式................................................61.3研究图像消噪的意义................................................71.4噪声种类与图像质量评价标准........................................81.5图像滤波处理方法..................................................91.6本文工作.........................................................10第2章数字滤波器理论分析12宁夏大学新华学院本科学位论文III2.1线性滤波器.......................................................122.1.1低通、高通及带通、带阻滤波器.................................122.1.2IIR滤波器...................................................152.1.3FIR滤波器...................................................152.2非线性滤波器.....................................................162.2.1中值滤波器...................................................162.2.2中值滤波的主要特性...........................................172.3本章小结.........................................................18第3章噪声图像的线性滤波仿真.......................................193.1MATLAB简介.......................................................193.2FIR滤波器的噪声滤除.............................................193.2.1高斯噪声的滤除...............................................203.2.2脉冲噪声的滤除...............................................213.3本章小结.........................................................21第4章噪声图像的非线性滤波仿真.....................................224.1中值滤波器的噪声滤除.............................................224.1.1高斯噪声的滤除...............................................234.1.2脉冲噪声的滤除...............................................234.2本章小结..........................................错误!未定义书签。第5章总结..........................................................25附录：主要程序.......................................................26参考文献.............................................................28致谢...............................................................30宁夏大学新华学院本科学位论文4第1章绪论1.1引言近年来，由于计算机技术的迅猛发展，计算的速度越来越快，图像处理系统的价格日益下降，从而使图像处理得以广泛应用于众多的科学与工程领域。如遥感、工业检测、医学、气象、侦察、通信、智能机器人等。广义上来说，文本、图形、视频等都需要借助图像技术才能充分利用。这些技术正在明显的改变着人们的生产手段和生活方式。传统的生产、管理、教育等，正在向信息化、多样化转变。图像作为人们感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。研究表明，人类获取的视觉图像信息在人类接受的信息中的比重达到四分之三。在各类图像系统中，由于图像的传送和转换，如成像、复制、扫描、传输、显示等，总要造成图像的降质，典型的表现为图像模糊、失真、有噪声等。而在众多的应用领域中，又需要清晰的、高质量的图像，因此，为了抑制噪声，改善图像质量，复原图像具有非常重要的意义。在数字图像处理领域，图像噪声的滤除一直是最重要、最基本的研究课题之一【1】。得益于应用数学理论的发展和计算机技术的进步，现代图像消噪滤波技术己取得丰富成果。一般地，图像在空间和亮度上都是连续取值的，称为连续图像或模拟图像，如果连续图像在空间和亮度上进行离散化，就成为数字图像，这是唯一能够用计算机进行处理的图像形式。图像在计算机中的表示形式是一个矩阵。数字图像处理，就是把数字图像经过一些特定数理模式的加工处理，以达到有利于人眼视觉或某种接收系统所需要的图像的过程。如对被噪声污染的图像除消噪声，对信息微弱的图像进行增强处理，对失真的图像进行几何校正等。随着计算机软硬件技术的突飞猛进，以及数字处理技术的不断发展，数字图像处理在科学研究、工业生产、国防以及现代管理决策等各行各业都得到越来越多的应用。1.2图像的基本理论1.2.1图像的基本分类图像包括以下几个方面的重要内容【2】：视频：视频图像又称为动态图像，活动图像或者说是运动图像。它是一组图像在时间轴上的有序排列，是二维图像在一维时间域上构成的粗劣图像。图形：图形是图像的一种抽象，它反映图像的几何特征，如点、线、面等。图形不直接描述图像中的每一点，而是描述产生这些点的过程和方法，被称为矢量图像。动画：动画属于动态图像的一种。动画包括二维动画、三维动画等。符号与文字：符号包括各种描述量数据、语言等。其中最重要的是数值、文字等有结构的符号组。宁夏大学新华学院本科学位论文5计算机屏幕上显示出来的画面通常有两种：一种为图形，另一种为图像。图形、图像在存储结构和表示方法是有着根本的区别。图形是矢量结构的画面存储势，是由指令集合组成的描述。这些指令描述构成一幅图的所有直线、