保持边缘的高斯平滑滤波算法研究.pdf

第２７卷第１期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ２７Ｎｏ．１ ２０１０年１月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ｊａｎ．２０１０ 保持边缘的高斯平滑滤波算法研究 李雪威　张新荣 （天津大学计算机工程系　天津３０００７２） 摘　要　　提出了一种新的彩色图像高斯滤波算法ＥＰＧＦ，该方法从人眼视觉感知中的彩色细节失明及同时对比特性出发，根据像 素间的色差和位置关系共同确定高斯权值，使算法对区域内部进行平滑的同时，保持区域间的边缘不变。给出了各种滤波结果的主 观和客观的对比，实验结果表明了算法的有效性。 关键词　　高斯滤波　图像平滑　色差　双边滤波 ＯＮＥＤＧＥＰＲＥＳＥＲＶＥＤＧＡＵＳＳＩＡＮＳＭＯＯＴＨＩＮＧＦＩＬＴＥＲＩＮＧＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＬｉＸｕｅｗｅｉ　ＺｈａｎｇＸｉｎｒｏｎｇ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ　　ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｗＧａｕｓｓｉａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｎａｍｅｌｙＥＰＧＦ，ｆｏｒｃｏｌｏｕｒｉｍａｇｅｓ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｕｔｉｌｉｓｅｓｔｈｅｈｕ ｍａｎｖｉｓｕａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｏｌｏｕｒｄｅｔａｉｌｂｌｉｎｄｎｅｓｓａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｃｏｎｔｒａｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｉｄｅｓｔｈｅＧａｕｓｓｉａｎｍａｓｋｊｏｉｎｔｌｙａｃ ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｌｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎａｄｊａｃｅｎｔｐｉｘｅｌｓ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｅｄｇｅｓｂｅｔｗｅｅｎａｒｅａｓｕｎ ｃｈａｎｇｅｄｗｈｉｌｅｓｍｏｏｔｈｔｈｅｉｍａｇｅｉｎｓｉｄｅａｒｅａ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｌｔｅｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｒｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅａｎｄｏｂｊｅｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒａｓｔｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　Ｇａｕｓｓｉａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　Ｉｍａｇｅｓｍｏｏｔｈｉｎｇ　Ｃｏｌｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｂｉｌａｔｅｒａｌｆｉｌｔｅｒｉｎｇ 素本身的特点，故导致边缘也被模糊。本文从人眼的彩色细节 ０　引　言 失明现象和同时对比现象出发，提出一种保持边缘的高斯平滑 滤波器ＥＰＧＦ（ＥｄｇｅＰｒｅｓｅｒｖｉｎｇＧａｕｓｓｉａｎＦｉｌｔｅｒ），使平滑后的图像 彩色图像滤波是一种图像增强技术，目的是改善后续的彩 能够保持边缘。一方面，由于人眼对彩色图像的细节分辨能力 色图像分割等处理的效果。滤波算法可以分为平滑和锐化两 不强，远低于亮度细节的分辨能力，也就是所谓的彩色细节失明 类。当对图像进行平滑操作时，大多的低通滤波算法在平滑区 现象［３］，这种现象导致了彩色图像中人眼看上去颜色一致的区 域内部的同时，区域之间的边缘也被平滑而模糊不清；而对图像 域，其内部像素的ＲＧＢ值都有一定的偏差。故边缘检测或区域 进行锐化时，使用一般的高频增强滤波器，在增强边缘的同时， 分割都受区域内部的颜色细节变化影响较大从而容易出现较多 图像各个目标区域内部的细节变化以及噪声也随之被增强。如 的虚假边缘。事实上，对不存在明显噪声的彩色数字图像，其颜 果对区域内部进行平滑的同时，区域之间的边缘保持不变，则这 色层次比较丰富，变化也