实验三 图像空域平滑和频域平滑.pdf

重庆大学光电工程学院《数字图像处理》实验指导书 实验三 实验三 图像空域平滑和频域平滑 一、实验目的 1) 掌握图像典型噪声的基本特点； 2) 掌握图像空域高斯平滑的基本方法； 3) 掌握图像空域中值滤波的基本方法； 4) 掌握图像频域高斯平滑的基本方法； 5) 掌握根据图像特点进行平滑滤波的基本原理和方法。 6) 通过编程，上机调试程序，进一步提高编程能力及使用计算机解决问题 的能力。 二、实验原理 1. 图像的典型噪声 噪声可理解为影响传感器对所接收图像源信息进行理解或分析的各种因素。 噪声一般是不可预测的随机信号，只能用概率统计的方法去认识。噪声对图像的 输入、采集和处理的各种环节，以及输出结果的全过程均有影响。因此，去噪己 经成为图像处理中极其重要的手段，也是图像处理领域研究的一个重点。本节对 典型噪声的来源和性质进行简要介绍。 对图像信号而言，灰度图像可视为二维亮度分布 ，噪声可看作是对亮 度的干扰，用 表示。噪声具有随机性，因而需要用随机过程来描述，即要 求知道其分布函数和密度函数。在许多情况下，这些函数很难测定和描述，甚至 无法得到，所以常用均值、方差、相关函数等统计特征来描述噪声，如噪声的总 功率描述为 ；噪声的交流功率可由方差 描 述；噪声的直流功率可用均值的平方 表示。 图像噪声的描述与建模方式主要有以下几种： （1）白噪声（White Noise ）：它具有常量的功率谱。白噪声的一个特例是高 斯噪声（Gaussian Noise ），其直方图曲线服从一维高斯型分布： (1) 其中 为均值与标准差。MATLAB产生函数为J = IMNOISE(I,gaussian,M,V) ， M ，V为均值与方差，高斯噪声示例如图1所示。 第1 页 共8 页 重庆大学光电工程学院《数字图像处理》实验指导书 实验三 图1 高斯噪声示例 （2 ）椒盐噪声（Pepper Salt Noise ）：一种在图像中产生黑色、白色点的 脉冲噪声。该噪声在图像中显现较为明显，对图像分割、边缘检测、特征提取等 后续处理具有严重破坏作用。MATLAB 产生函数为 J = IMNOISE(I, ‘salt pepper ’, D) ，D 为噪声密度。椒盐噪声示例如图2 所示。 图2 椒盐噪声示例 （3 ）乘性噪声（Multiplicative Noise ）：乘性噪声与加性噪声对应，加性噪 声一般指热噪声、散弹噪声等，它们与信号的关系是相加，不管有没有信号，噪 声都存在。而乘性噪声一般由信道不理想引起，它们与信号的关系是相乘，依附 于信号而存在。一般图像处理中把加性随机性噪声看成是系统的背景噪声；而乘 性随机性噪声看成系统的时变性（如衰落或多普勒）或非线性所造成的。具体而 言乘性噪声是指一幅图像被斑点噪声像素破坏，而且这些像素的亮度与其邻域的 亮度显著不同，公式可表达为 。MATLAB 产生函数为J = IMNOISE(I,speckle,V) ，其中V 为噪声方差。乘性噪声示例如图3 所示。 第2 页 共8 页 重庆大学光电工程学院《数字图像处理》实验指导书 实验三