中值滤波快速算法&菱形窗口matlab实现
一种快速并行中值滤波算法的实现
Micr ocomputer Applica tions V ol.27,No.8,2011开发应用微型电脑应用2011年第27卷第8期5文章编号：1007-757X(2011)08-0050-03一种快速并行中值滤波算法的实现辛月兰摘要：介针对传统中值滤波算法计算量大、耗时较长的缺点提出了一种快速并行中值滤波算法。
对于3×3滑动窗口，窗口的9个数据是并行传给计算比较模块的，第二级的计算也是并行进行的。
新算法有效减少了重复比较操作的执行，同时也大幅减少了比较次数。
对于3×3滑动窗口，新算法的比较次数为13次，相对于传统中值滤波的30次，比较次数少了2倍多。
比较次数的减少，意味着算法复杂度的降低和图像滤波处理速度的提高。
并且通过仿真实验可知，对于椒盐噪声的滤除，算法能够达到与中值滤波同样的视觉处理效果。
关键词：并行处理；中值滤波；预处理；快速算法；图像处理中图分类号：0246文献标志码：A0引言实际图像在采集、形成、传输过程中，不可避免会受到噪声干扰，严重影响视觉效果，对后续的边缘检测、图像分割、特征提取、模式识别等产生影响。
因此，去噪是一项非常重要的预处理步骤[1]。
中值滤波是一种常用的抑制噪声的非线性方法,它可以克服线性滤波如最小均方滤波和均值滤波给图像边缘带来的模糊,从而获得较为满意的复原效果;它能较好地保护边界,对于消除图像的椒盐噪声非常有效,但有时会失掉图像中的细线和小块的目标区域[2-3]。
理想的滤波算法应该只对噪声点进行处理,而保留信号灰度值不变。
Sun and Neuvo[4]和Florencio and Schafer[5]分别提出了开关中值滤波的方法,更好地保留了图像细节,但噪声点判断方法是通过假定噪声水平上的硬阈值方法,使得其推广能力受到了限制。
H.L.Eng 和K.K.Ma[6]提出噪声自适应软开关中值滤波(NASM)算法,它是一种软阈值的判断方法,这种算法自适应性虽然比其它的开关中值滤波算法强,但其计算时间随噪声密度的增大而增加,如当噪声密度为70%时,NASM 算法所用的时间大约为中值滤波算法的17倍,因此不能满足实时图像处理。
数字图像处理之快速中值滤波算法
数字图像处理之快速中值滤波算法快速中值滤波算法 ： 在图像处理中，在进⾏如边缘检测这样的进⼀步处理之前，通常需要⾸先进⾏⼀定程度的降噪。
中值滤波是⼀种⾮线性数字滤波器技术，经常⽤于去除图像或者其它信号中的噪声。
这个设计思想就是检查输⼊信号中的采样并判断它是否代表了信号，使⽤奇数个采样组成的观察窗实现这项功能。
观察窗⼝中的数值进⾏排序，位于观察窗中间的中值作为输出。
然后，丢弃最早的值，取得新的采样，重复上⾯的计算过程。
中值滤波是图像处理中的⼀个常⽤步骤，它对于斑点噪声和椒盐噪声来说尤其有⽤。
保存边缘的特性使它在不希望出现边缘模糊的场合也很有⽤。
为了演⽰中值滤波器的⼯作过程，我们给下⾯的数组加上观察窗 3 ，重复边界的数值： x = [2 80 6 3] y[1] = Median[2 2 80] = 2 y[2] = Median[2 80 6] = Median[2 6 80] = 6 y[3] = Median[80 6 3] = Median[3 6 80] = 6 y[4] = Median[6 3 3] = Median[3 3 6] = 3 于是 y = [2 6 6 3] 其中 y 是 x 的中值滤波输出。
普通中值滤波算法伪代码： Input: image X of size m*n, kernel radius r. output: image Y as X. for i = r to m - r do for j = r to n - r do initialize list A[] for a = i-r to i+r for b = j-r to j+r add X(a, b) to A[] end end sort A[] then Y(i ,j) = A[A.size/2] end end 处理前： 处理后： 但是，上述算法在像素处理处的复杂度为O(r2). OpenCV实现代码：#include "cv.h"#include "highgui.h"#include <iostream>using namespace std;using namespace cv;int main(int argc, char* argv[]){Mat src = imread("beauty.jpg");Mat dst;//参数是按顺序写的//⾼斯滤波//src:输⼊图像//dst:输出图像//Size(5,5)模板⼤⼩，为奇数//x⽅向⽅差//Y⽅向⽅差GaussianBlur(src,dst,Size(5,5),0,0);imwrite("gauss.jpg",dst);//中值滤波//src:输⼊图像//dst::输出图像//模板宽度，为奇数medianBlur(src,dst,3);imwrite("med.jpg",dst);//均值滤波//src:输⼊图像//dst:输出图像//模板⼤⼩//Point(-1,-1):被平滑点位置，为负值取核中⼼blur(src,dst,Size(3,3),Point(-1,-1));imwrite("mean.jpg",dst);//双边滤波//src:输⼊图像//dst:输⼊图像//滤波模板半径//颜⾊空间标准差//坐标空间标准差bilateralFilter(src,dst,5,10.0,2.0);//这⾥滤波没什么效果，不明⽩imwrite("bil.jpg",dst);waitKey();return0;}View Code 快速中值滤波算法： O(r)复杂度的Huang算法：<> 这个代码的核⼼在于维护⼀个kernel直⽅图，可以实现快速的读取和删除扫描区域的像素值。
中值滤波的快速算法
中值滤波的快速算法
中值滤波的快速算法有很多种，常见的有以下几种：
1. 快速排序算法：使用快速排序对滤波窗口中的像素值进行排序，然后取排序后的中间值作为滤波结果。
这种算法时间复杂度为O(nlogn)，其中n是滤波窗口的大小。
2. 快速选择算法：快速选择算法是一种改进的快速排序算法。
它不需要完全对滤波窗口进行排序，而是通过选择一部分元素进行比较，找到第k小的值。
这种算法时间复杂度为O(n)，
其中n是滤波窗口的大小。
3. 堆排序算法：使用堆数据结构对滤波窗口中的像素值进行排序，然后取堆顶元素作为滤波结果。
这种算法时间复杂度为
O(nlogn)，其中n是滤波窗口的大小。
4. 快速中值滤波算法：该算法使用线性时间的中值搜索算法，通过选择一个约束条件，将滤波窗口中的像素分成两个部分，然后在这两个部分中搜索中值。
这种算法时间复杂度为O(n)，其中n是滤波窗口的大小。
以上是常见的几种中值滤波的快速算法，根据实际应用场景和需求可以选择适合的算法。
中值滤波算法
中值滤波算法本文提出一种中值滤波算法，该算法充分地利用相邻两次中值滤波窗口内数据的相关性。
中值滤波算法在运算过程中通过对有序序列快速的对半查找和内插操作，重构有序序列，占L面得到各中值算法很大地提高了运算效率-计算机模拟寝明该方法是有效的。
在数字信号处理中，经常会遇到对信号数据作平滑处理。
局部平均滤波是常用的一种算法，若是对具有随机脉冲噪声的信号进行处理，虽然脉冲噪声有所衰减，但它对滤波结果仍有显著的影响。
中值滤波却是对窗内数据进行大小的排序，取结果的中间项对应的值，这样脉冲噪声就不起作用，不影响中值结果 所以，中值滤波在有随机脉冲噪声的情况下，能较好地保护原始信号。
中值滤波的主要运算就是对窗口内的信号数据序列进行排序。
文[4]提出的二维中值滤波快速算法，只适用于幅度量化级为极其有限的数据(如：数字图象处理中的象素幅度，若是用单字节(8位二进制存贮单元)存放，共有28=256个灰度级)，原因是要给每个量化级设置一个作为计数器的存贮单元。
文[5—8]的方法也是针对于幅度量化级为有限的数据。
若是数据为任意大小或精度的浮点数，则以上的方法不适用，通常采用每次对窗内数据排序并输出相应的中值。
假设原始信号数据序列的长度为 ，表示为{ (O)，x(1)，⋯，x(M-1)}，窗口长度为2^r+1，表示为{ (O)， (1)，⋯， (2Ⅳ)}，共需要 一2N次对长度为2N+l的窗内数据序列分别进行排序。
要进行排序，就必须对序列中数据元索做比较和交换．数据元素问的比较次数是影响排序速度的一个重要因素。
一般认为，对 个元素进行排序时，所需的比较次数在理论上的最小值为 0(n|og。
n) 当原始信号数据序列较长或窗口较大时，用这种传统中值滤波方法是十分费时的。
文[9]提出把相邻两次的中值滤波合并为一次进行，只做一次排序。
从而，总的排序次数减少一半，运算时间节省约一半本文提出一种中值滤波的快速算法，避免了反复对无序序列排序，而只对有序序列进行数据元素的快速查找和内插，实现中值滤波．中值滤波的快速算法本文提出的中值滤波的快速算法的基本思想是：原始数据序列上中值滤波的滑窗在移动过程中，当前窗只要删除其最早的元素，加入窗后的新元素，即成为下一窗的内容。
基于FPGA的快速中值滤波算法实现
• 98•武汉迈迪克光电股份有限公司陈军旗 南开大学滨海学院 赵凤怡• 99•就能够构建出快速中值滤波的硬件模块，满足图像实时处理的要求。
2 设计实现2.1 滑动窗口模块基于邻域操作的图像处理算法广泛采用滑动窗口技术，用于获取待处理图像相关位置的原始数据（汤露，程姝，基于FPGA的实时中值滤波算法硬件设计，工业控制计算机，2018年第2期20-22页）。
本设计中采用3*3的窗口模板，模块的结构如图2所示。
4个LineBuffer和9个单寄存器组成模块的缓存单元，每个LineBuffer由双口RAM构成，其位宽和存储深度由视频图像的数据规模决定，至少要满足一行数据的存储要求；列缓存对每一行的输出进行移位操作，实现3个元素的顺序输出；多路选择器负责对输入输出的数据进行路由选择，保证输出数据的结构特征，满足算法设计的技术要求。
组成行缓存的4个LineBuffer在视频行同步信号的边沿切换工作状态，形成 “乒乓操作”结构。
任意时刻，保持一个LineBuffer处于写状态，其它三个LineBuffer处于读状态。
在同步信号的控制下依序切换，4个周期形成一个循环，周而复始。
由于4个LineBuffer的输出状态不断切换，为保证输出数据在空间上的顺序关系，需要对输出的3行数据进行重定位。
考虑到算法第一步要求对每一列的数据进行排序，本质上就已经打乱了原始数据的顺序关系。
因此可以直接对LineBuffer的输出数据进行排序输出，这样进入列缓存的数据已经完成算法要求的第一步处理，直接生成了中间序列。
2.2 快速排序算法的原理与与处理流程已经在论文2.2节有详细介绍，其中第一步已经在生成滑动窗口的过程完成，接下来需要对滑动窗口内每一行的三个元素分别进行排序，实现的代码如下所示。
其中X1为第一行的最大值，X2为第二行的中间值，X3为第三行的最小值，它们三个构成第三步对角线上的三个元素。
按照相同的方法，对X(n)重新排序，其中值即为最终的输出结果。
多种形状窗口下的快速中值滤波算法
的像素逐个移到数 量较 少 的部分 ， 直到 两部分 像 素数 量只 差 ｌ 这时就 可以在边界上找 出中值 。此算 法在窗 口横向移动时 ， ， 每次只需新 加入一列 排序 ， 其他有序 的列 以及上个 窗 口查找 中 值时遗留下 的边 界都保 留下来 ， 为新窗 口开 始查 找中值的起 作
，Ｔｉ ｈ ａＵ ｉ ｒｔ， ｅ ｎ ００ ４，Ｃ ｉａ ｓ ｇ ｕ ｎｖ ｓｙ Ｂ ｌ ｇ １０ ８ ｎ ｅｉ ｉ ｔ ｈｎ ）
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｓ ｒ ｓ ｏ ｌｏ ｉ ｍ ｒ ｒｐ ｓ ｄ ｉ ｈ ａ ｅ ｅ ｆｒ ｍｅ ｉｎ ｆ ｔｒｎ ｕ ｃ ｌ ｎ７ ｋ ｎ ｓ ｆｗ ｎ ｏ ｓｒ ｃ ： ｅ ｅ ｆａｇ ｒ ｈ ａｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｔ ｐ ｒ ｍ ｄ ａ ｌ ｉ ｇ ｑ ｉｋ ｙｉ ｉ ｄ ｉ ｄ ｗ．Ｔ ｅ ａ ｅ ｉ ｔ ｎ ｏ ｏ ｉｅ ｏ ｈ ｙ ｔｋ
广 Ａ００ ，）
，
义的。文献［ １ ２ 中对中值滤波的多种形态及其发展有详细的 ］ 介绍。传统的中值滤波算法要对每个窗１内的像素进行排序 ２ １
以求中值 ， 而无论是一般排序还是快速排序 ， 在最坏的情况下 ，
Ａｏ１ ， ）
… ＡｏＮ－ ） ， ２
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ｔ ｎ ｏ ｉ ｇ ａｇ ｒ ｈ ｉ ａ ｓ ￣ ｎ ｌｏ ｉ ｍ． ｏｌ ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｍｅ ｉｎ Ｆ ｌ ｒＡｌｏ ｔ ｍ ；Ｇｌ ｅ Ｗｉ ｄ ｗ；Ｃｏ ｌｘｔ ；Ｉ ｇ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｄａ ｉｅ ｇ ｒ ｈ ｔ ｉ ｉ ｎｏ ｄ ｍｐｅ ｉ ｙ ｍａ ｅＰ ｏ ｅ ｓｎ
在数字 图像处理 中 ， 为一种 典型 的非 线性 滤波方法 ， 作 中 值滤波应用得非常广 泛 ， 因而对 于其算法效率 的提 高是很有 意
中值滤波算法
中值滤波算法步骤:（1）对窗内的每⾏像素按降序排序，得到最⼤值、中间值和最⼩值。
（2）把三⾏的最⼩值即第三列相⽐较，取其中的最⼤值。
（3）把三⾏的最⼤值即第⼀列相⽐较，取其中的最⼩值。
（4）把三⾏的中间值即第⼆列相⽐较，再取⼀次中间值。
（5）把前⾯的到的三个值再做⼀次排序，获得的中值即该窗⼝的中值。
代码:close all;clear all;clc;I=imread('C:\Users\luoqi\Desktop\图⽚\影院\file.jpg');if ndims(I)==3I=rgb2gray(I);end[m,n]=size(I);%%%添加⾼斯⽩噪声J=zeros(m,n);simd=20*rand(1);% for i=1:m% for j=1:2:n% t1=rand(1);% t2=rand(1);% z1=simd*cos(2*pi*t1)*sqrt(-2*log(t2));% z2=simd*sin(2*pi*t1)*sqrt(-2*log(t2));% J(i,j)=I(i,j)+z1;% if j+1<=n% J(i,j+1)=I(i,j+1)+z2;% end% end% end% for i=1:m% for j=1:n% if J(i,j)>255% J(i,j)=255;% elseif J(i,j)<0% J(i,j)=0;% end% end% end%J=uint8(J);%figure(1);%imshow(J);%%%添加椒盐噪声J=imnoise(I,'salt & pepper',0.02);figure(1);imshow(J);%%%中值滤波% for i=2:m-1% for j=2:n-1% median3x3=[J(i-1,j-1),J(i-1,j),J(i-1,j+1);% J(i,j-1),J(i,j),J(i,j+1);% J(i+1,j-1),J(i+1,j),J(i+1,j+1);];% sort1=sort(median3x3,2,'descend');% sort2=sort([sort1(1),sort1(4),sort1(7)],'descend');% sort3=sort([sort1(2),sort1(5),sort1(8)],'descend');% sort4=sort([sort1(3),sort1(6),sort1(9)],'descend');% mid_num=sort([sort2(3),sort3(2),sort4(1)],'descend');% J(i,j)=mid_num(2);% end% end%%%matlab⾃带函数J=medfilt2(J);figure(2) imshow(J);。
中值滤波算法公式
中值滤波算法公式 中值滤波是一种常用的信号处理方法，用于去除图像或信号中的噪声。
它通过取邻域内像素的中值来替代当前像素的值，从而平滑图像或信号。
中值滤波算法的基本思想是将邻域内的像素值进行排序，然后取中间值作为当前像素的新值。
该算法的主要步骤如下： 1. 定义邻域大小：选择一个合适的邻域大小，通常是一个正方形区域。
这个区域可以是3x3、5x5乃至更大的尺寸。
2. 定位邻域：在图像中，以当前像素为中心，定位邻域大小。
3. 提取邻域像素值：根据邻域的位置，提取出所有邻域内的像素值。
4. 排序邻域像素值：对提取出的邻域像素值进行排序，从小到大排列。
5. 计算中值：取排序后的邻域像素值的中间值作为当前像素的新值。
6. 更新图像：将当前像素的新值更新到原始图像中。
7. 遍历整个图像：对所有像素都按照以上步骤处理，得到滤波后的图像。
中值滤波算法的优点在于可以有效地去除图像或信号中的椒盐噪声、斑点噪声等，同时保持图像或信号的边缘信息不被模糊化。
由于使用了中值，该算法对于异常值也具有一定的抗干扰能力。
然而，中值滤波也存在一些缺点。
首先，它无法处理大面积的噪声，因为中值滤波只能对某一个像素点进行处理。
其次，在处理图像边缘区域时，由于邻域的大小限制，可能导致边缘附近的像素值被错误地替换。
中值滤波算法在图像处理领域广泛应用。
例如，在数字图像传输过程中，由于传输或存储过程中的噪声干扰，图像容易出现噪点，这时可以利用中值滤波算法来降低噪声的影响。
另外，在数字摄影中，拍摄照片时可能会产生图像噪声，通过中值滤波可以有效去除这些噪声。
总之，中值滤波算法是一种简单而有效的信号处理方法。
通过取邻域内像素的中值来替代当前像素的值，可以去除图像或信号中的噪声。
尽管算法存在一些限制，但在很多实际应用中，中值滤波算法仍然是一种非常有用的工具。
中值滤波算法公式
中值滤波算法公式：
中值滤波器在处理图像时，将像素点的值设置为邻域像素值的中值。
具体来说，对于一维情况，如果序列为{x1, x2, ..., xn}，中值滤波器的输出为：
median(x1, x2, ..., xn)
对于二维情况，中值滤波器通常用于消除图像中的噪声。
假设有一个二维矩阵，中值滤波器的输出为：
median(x11, x12, ..., x22)
其中，x11, x12, ..., x22是二维矩阵中每个像素点的邻域像素值。
注意：中值滤波算法对于去除图像中的椒盐噪声特别有效，但对于高斯噪声效果较差。
在更具体的应用中，中值滤波算法可以有多种变种。
例如，可以选择不同的邻域大小，可以选择对所有像素应用滤波器，或者只对特定类型的像素应用滤波器。
在某些情况下，还可以使用更复杂的排序算法来计算中值，以提高处理速度。
中值滤波算法的优点是简单且易于实现。
它不需要知道像素的统计特性，也不需要对像素值进行复杂的数学运算。
此外，中值滤波器对于去除由异常值引起的噪声特别有效。
然而，中值滤波算法也有一些局限性。
例如，它可能会改变图像的边缘细节，因为它将像素值设置为邻域像素值的中值，而不是原始像素值。
此外，对于高斯噪声，中值滤波算法可能不是最佳选择，因为高斯噪声的分布特性与中值滤波器的去除效果不太匹配。
在实际应用中，需要根据具体需求选择适当的滤波算法。
中值滤波算法适用于去除椒盐噪声，但对于其他类型的噪声，可能需要使用其他类型的滤波器，如高斯滤波器、均值滤波器或自适应滤波器等。
中值滤波算法公式
中值滤波算法公式
中值滤波算法是一种非线性滤波算法，常用于图像处理中的去噪处理。
其公式为：
1.对于待滤波的像素点，首先确定一个滤波窗口，该窗口的大小可以根据具体需求进行确定。
通常情况下，窗口大小为一个奇数，如3x3、5x5等。
2.将该窗口内的所有像素值进行排序，得到一个有序序列。
3.取有序序列的中间值作为该像素点的滤波结果，即用中值代替原始像素值。
中值滤波的原理是通过排序和取中值来消除噪声，因为中值能够准确反映图像的统计特性，并且对异常值不敏感。
因此，中值滤波算法能够有效地去除椒盐噪声、斑点噪声等，但会对图像细节造成某种程度的模糊。
拓展：
1.彩色图像中值滤波：对于彩色图像，可以将其分解为RGB三个
通道，然后对每个通道独立进行中值滤波处理。
这种方法可以有效去
除彩色图像中的噪声，但会损失一定的彩色信息。
2.自适应中值滤波：在某些情况下，常规的中值滤波可能无法很
好地去除噪声，因为滤波窗口内的像素可能包含了噪声像素。
自适应
中值滤波则通过根据像素点的邻域像素与像素点的灰度差异来调整滤
波窗口的大小和位置，以防止对图像细节的过滤。
3.增强型中值滤波：为了减小中值滤波对图像细节的模糊程度，
可以采用增强型中值滤波算法，该算法在传统的中值滤波基础上，增
加了像素权重的概念，以便更好地保护图像细节信息。
这种滤波算法
一般会通过计算像素差异和窗口内像素之间的相关性来进行权重计算，以便有选择性地滤波图像。
中值滤波
图2-1 一维序列的中值滤波示例
（a）阶跃图像的输入与输出
（b）脉冲图像的输入与输出
（c）斜坡图像的输入与输出
（d）三角形图像的输入与输出
二维中值滤波的原理
我们所处理的数字图像都是二维的数字图像，假设二维数字 图像{Xi，j}经过中值滤波以后的结果为
在实际应用二维滤波窗口时，为了得到清晰的图像，滤 波窗口的尺寸一般从小到大进行选取，合适即可，一般先 使用3x3的格式，如果效果不理想，再取5x5进行增大，直 到达到满意效果为止。我们应该根据图像的不同内容来选 择不同的滤波模板，也就是采用不同的窗口形状和尺寸， 对于一个模板，我们常见的窗口形状主要有：方形，菱形， 十字形，X子形，以及米字型。
中值滤波概述
什么是中值滤波
中值滤波，就是把数字图像中一点的值用该点的一个邻 域中各点值的中值代替。中值滤波是属于非线性的平滑滤 波技术的一种。由于它在实际运算中只需通过从图像中的 某个采样窗口取出奇数个数据进行排序，并不需要对图像 的点进行统计，所以思路比较简单，构造算法比较明了。
传统中值滤波的原理
MRI原图
椒盐噪声
第一次滤波
第二次滤波
第三次滤波
第四次滤波
图2-2 5x5的二维中值滤波常见滤波窗口形状
（a）方形
（b）菱形
（c）十的特性
经典中值滤波算法
经典中值滤波在MATLAB中实现的代码
clear all;close all; I=imread('8.jpg'); A=rgb2gray(I); figure; title('original'); imshow(A); B=imnoise(A,'salt & pepper',0.5); figure; title('椒盐噪声'); >> imshow(B); >> C=medfilt2(B,[3 3]); >> figure; >> title('3*3'); >> imshow(C); >> D=medfilt2(C,[3 3]); >> figure; >> title('2.3*3'); >> imshow(D);
中值滤波算法
中值滤波算法
中值滤波（Median Filter）是一种抗噪声算法，用于消除游戏图片、视频等数字信号中的随机噪声。
在计算机图像处理和互联网领域，中值滤波算法通常用于识别和处理图像中的噪点和潜在的低精度信号，进而改善图像的效果和美观。
中值滤波算法的原理很简单，它是根据被处理的单元的相邻的像素的中值（中间的数）来进行处理的。
该算法具有比较有效的抗噪声能力，它可以忽略邻近像素间不显著的值变化，也能有效降低噪声影响。
这种算法通过它的增强功能，可以从图像中抑制“突变噪声”（椒盐噪声），而不会影响图像的细节。
此外，中值滤波算法与其他抗噪声算法（例如低通和高通滤波算法）都不同，它可以有效地去除图像中的椒盐噪声，模糊算子也可用于处理噪点和低精度信号。
简单来说，中值滤波是一种抗噪声算法，它可以有效地抑制由像素不显著变化而产生的噪声，这种算法在互联网技术中有着广泛应用，有利于改善图像的质量和美观。
因此，使用中值滤波算法可以大大增强图像的质量，展示电影，游戏和广播的幻灯片效果，从而改善用户观看体验并增强电子商务的offerings。
中值滤波快速算法的进一步思考
２种新 的不 需要排序或 者进 行少 量排 序而能够 直接计算 中值
近似值的方法。经过深入分析和反复实验 ， 为利用分治法 计 认
ａｇ ｒｔ ｍ ｏｆ ｌｏ ｈ ｉ ｍｅ ａ ｆｌ ｒｎ ｄｖ ｄ ｄｉｎ ｉ ｔｉ ｇ， ｉｉ ｅ—ａ ｄ—ｃ ｎ ｅ ｍ ｅｈ ｄ． ｅ ｎ ｏ ｑｕ ｒ ｔ ｏ Ｅｘｐ ｒｍ ｅ ｔ ｅ ｕｌｓ ｈｏ ｅ ｉ ｎ ｒ ｓ ｔ ｓ ｗ ｔ ａ ｔ ｌｓ ａｇ ｒｔ ｍ ． ｉ ｉｅ—ａ ｄ — ｏ ｑｕ ｈ ｔ ｈｅ ａ ｔ ｌ ｏ ｉｈ ｄ ｖｄ ｎ ｃ ｎ ｅｒ ｍｅ ｈ ｄ，ｓ ｅ ｙ ｆ ｃ ｅ ｔ ｏ ｌｒ ｅ ｔ ｏ ｉ ｖ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆｒ ａ ｇ ｗｉ ｏ ｉ ｎｄ ｗ ｅ ｓ ｉ ａ ｇ ｅ ｔ ｉ ａ ｅ，ｔ ｎ ｒ ａｌ ｍｐｒｖ ｔ ｓ ｅ ｏ ｄｉｎ ｌｏ ｔ ｃ ｙ ｏ ｅ ｈｅ ｐｅ ｄ ｆ ｍｅ ａ ａｇ ｒ ｈｍ ｉ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ： ｍｅｄａｎ ｉｌｅ ｎ ｆ ｔ ｌｏ ｉｈ ；ｏ ｔ ｌｏｒｔ ； ｎ ｏ ｙ ｒ ｉ ｆ ｔ ｒ ｇ；ａｓ ａｇ ｒｔ ｍ ｓ ｒ ａｇ ｉ ｈｍ ｗｉ ｄ ｗ ｉ
文 章编 号 ：０ ２ ８ ３ （０ ７ ２ — ０ ８ ０ 文 献 标 识 码 ： 中 图 分 类 号 ：Ｐ ０ １０ — ３ １２ ０ ）６ ０ ４ — ２ Ａ Ｔ３１
１ 引言
由于种种原因 ， 图像在生成 、 、 传输 变换过程 中总会受到各
种噪声的污染 ， 从而导致图像质量退化 。噪声信号的滤波是图
维普资讯
４ ８
２０ ，３ ２ ） ０ ７４ （６
Ｃ ｍ ｕｅ ｎｉｅｒ ｇ ａ ｄＡ ｐｉａｏｓ计算机 工程 与应用 ｏ ｐ ｔ Ｅ ｇｎｅｉ ｎ ｐ ｌ （ｉ ｒ ｎ ｃ ｎ
新型快速中值滤波算法及在医学图像中的应用
关 键词 ：中值 滤波 ；医学 图像 处理 ； 速算 法 ； 快 分治查找
中图分 类号 ：Ｔ ３ １ Ｐ ９ 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１０ — ６ ５ ２ １ ） ９ ３ ８ —４ ０ １３ ９ （０ ２ ０ — ５ ４ ０
的运算 复杂度 ， 只是 运 用 方 面 口内像 素的中间值 ， 而对 滤波窗 口内其他 像素点的排列顺序则不作要求 ， 只要这些像素 点 同等 的分列在 中间值两侧既可 。对此 ， 文提出一种基于分 本 治查找 的新 型快 速 中值滤波 算法 Ｄ Ｆ ｄｖ ｅ ｅｒｈｎ ｓ Ｓ Ｍ（ ｉｄ ｄｓａｃｉｇｆ ｔ ｉ ａ ｍ ｄａ ｌ ｒ ｌ ｒｈ 。Ｄ Ｆ ｅｉｎｆｔ ｇ ｉ ｍ） Ｓ Ｍ充分利用 中值 滤波算 法对 滤波 ｉｅａｏｔ 窗 口内其他像素点 的排列顺序 不作要求的特点 ， 将排 序后确定 中值 元素的过程转换为分 治查 找中值的过程 ， 将排序 的过程转 换 为 目标的查找过程 ， 而有效地降低 了算法 的复杂度 。在分 从 治查 找过程 中， 利用 医学图像未受干扰时 图像 中像素值 的变化
入和移 出的像 素进行插值 排序 。该算 法可 以降低 前后 滤波窗 口存在大量 重叠区域情况下的运算量 ， 是对于 自适应 中值滤 但 波算法 、 开关 滤波算法 等 ， 由于滤波 的窗 口形状 、 大小 、 置等 位 都 在变化 ， 前后的关联性较 小而且 复杂 ， 于关联 的中值滤 波 基 算 法难 以有效使用 。文献 ［ １ ３ 提 出一种 开关 中值滤波 算 １ —１ ］ 法， 该算法将像 素分为信号点和噪声点 ， 对于噪声点 ， 窗 口内 用 中值取 代噪声 ， 对于信号点 ， 持原值 不变 。开 关 中值 滤波 可 保 以降低 整个 运算过程 的运算量 ， 但是未涉及 中值滤波算法本 身
中值滤波的几种快速算法
中值滤波的⼏种快速算法我想学过图像处理的⼈没有⼈会不知道中值滤波的，最早的时候我是在冈萨雷斯的图像处理课本[1]中学到的，后来在看Sonka的书[2]的时候⼜看到了中值滤波的介绍，下⾯我试着结合课本所学和⽹上的资料⾃⼰整理⼀篇中值滤波的介绍。
中值滤波器是⼀种统计排序滤波器，由Tukey于1971年在⽂献[3]中提出。
所谓的统计排序滤波器是⼀种⾮线性的空间滤波器，它的响应基于图像滤波器包围的图像区域中像素的排序，然后⽤统计排序结果决定的值代替中⼼像素的值。
除了中值滤波器外，最⼤值滤波器和最⼩值滤波器也是统计排序滤波器。
在介绍中值滤波器之前，我们先来了解⼀下中值的概念，中值是⼀个将概率分布的⾼半部分与低半部分分开的值。
对⼀个随机变量x⽽⾔，x<M的概率为0.5。
对于有限实数集，其排序后中间的数值即为它的中值。
这样，我们就可以很清楚的知道，中值滤波就是将邻域内像素（包括中⼼像素值）灰度值的中值代替中⼼像素的值。
在图像处理中，中值滤波的使⽤⾮常的普遍，这是因为对于⼀定类型的随机噪声，它提供了⼀种优秀的去噪能⼒，相⽐于⼩尺⼨的线性平滑滤波器的模糊程度要低很多。
⽽且它对处理脉冲噪声（椒盐噪声）⾮常有效。
那它为什么能够去噪呢？我们知道，因为噪声的出现，使某像素点⽐周围的像素亮（暗）许多，若与周围的像素值⼀起排序，噪声点则位于序列的前端或末端，序列中值通常没有受到噪声污染，因此，可以⽤中值取代原像素值来达到出去噪声的效果。
下⾯我们看⼀个直观的例⼦：f = imread('C:/a.jpg');f_gray = rgb2gray(f);subplot(1,3,1);imshow(f_gray);title('原图');fn = imnoise(f_gray, 'salt & pepper', 0.2);subplot(1,3,2);imshow(fn);title('椒盐噪声');fm = medfilt2(fn, 'symmetric');subplot(1,3,3);imshow(fm);title('中值滤波');从上图可以看出，中值滤波后的效果还是相当不错的。
中值和均值滤波算法
中值和均值滤波算法中值滤波和均值滤波是两种常用的图像滤波算法，它们可以有效地去除图像中的噪声。
本文将分别介绍中值滤波和均值滤波的原理、算法以及它们的应用。
中值滤波是一种非线性滤波算法，其核心思想是将每个像素点的灰度值替换为其周围像素点灰度值的中值。
这样做的好处是可以有效地去除椒盐噪声等孤立的噪声点，而不会使图像变模糊。
中值滤波的算法如下：1.选择一个适当的窗口大小，窗口的大小通常为奇数，以确保有一个中心像素。
2.将窗口中的像素按照灰度值大小进行排序，找到中间位置的像素值。
3.将该中间像素值替换为原始像素值。
中值滤波算法的优点是简单高效，在去除椒盐噪声等孤立噪声点的同时，能够保持图像的边缘和细节。
均值滤波是一种线性滤波算法，其核心思想是用周围像素点的平均值替代当前像素点的值。
均值滤波的算法如下：1.选择一个适当的窗口大小。
2.将窗口中的像素值求平均，得到一个新的像素值。
3.将该新像素值替换为原始像素值。
均值滤波算法的优点是简单易实现，计算速度快。
它可以有效地去除高斯噪声等随机噪声，但在去除椒盐噪声等孤立噪声点的效果稍差。
中值滤波和均值滤波广泛应用于图像降噪、图像增强等领域。
它们各自有适用的场景。
中值滤波适用于去除孤立噪声点较多的图像，而均值滤波适用于去除随机噪声较多的图像。
此外，中值滤波适用于去除椒盐噪声等孤立噪声点，而均值滤波可能会模糊图像细节。
在实际应用中，根据图像的特点和滤波效果要求，可以结合使用中值滤波和均值滤波，以达到更好的降噪效果。
首先使用中值滤波去除孤立噪声点，然后再使用均值滤波去除随机噪声，这样可以在保留图像细节的同时降低噪声干扰。
综上所述，中值滤波和均值滤波是两种常用的图像滤波算法，它们有各自的原理和优点。
根据实际需求，选择适当的滤波算法可以有效地去除图像中的噪声，提高图像质量。
中值滤波算法公式(一)
中值滤波算法公式(一)中值滤波算法公式1. 算法简介中值滤波是一种常用的图像处理算法，用于去除图像中的噪声。
它的基本原理是将目标像素周围邻域内的像素值排序，并取排序后的中值作为目标像素的新值。
2. 中值滤波算法步骤中值滤波算法可以分为以下几个步骤：定义邻域大小首先需要定义中值滤波的邻域大小，即选取目标像素周围的像素个数。
通常情况下，邻域大小为一个正方形区域。
提取邻域内的像素值然后根据定义的邻域大小，提取目标像素周围邻域内的像素值。
对提取的像素值排序对提取的像素值进行排序，通常采用从小到大的排序方式。
计算中值根据排序后的像素值，计算中值。
如果邻域大小为奇数，则取排序后的中间值作为中值；如果邻域大小为偶数，则取排序后中间两个像素值的平均值作为中值。
更新目标像素用计算得到的中值来更新目标像素的值。
3. 中值滤波算法示例以下是一个简单的中值滤波算法的示例，采用3×3的邻域大小：1.定义邻域大小为3×3的正方形区域。
2.提取目标像素周围邻域内的像素值：–假设目标像素位置为(x, y)，则提取的邻域内的像素值为(p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9)，其中p1为(x-1,y-1)处的像素值，p2为(x, y-1)处的像素值，依此类推。
3.对提取的像素值进行排序，得到排序后的像素值序列(p1, p2,p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9)。
4.计算中值：–由于邻域大小为奇数，排序后的中间值即为中值，即中值为p5。
5.将计算得到的中值p5用于更新目标像素的值。
通过以上步骤，我们可以得到中值滤波算法的输出，即更新后的图像。
中值滤波算法在图像去噪方面有着广泛的应用，能有效地去除椒盐噪声等常见噪声，保持图像的边缘和细节信息。
基于FPGA的快速中值滤波算法
基于FPGA的快速中值滤波算法
王宇新;贺圆圆;郭禾;龙珠
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2009(26)1
【摘要】针对传统中值滤波算法排序量多、速度慢的缺点,提出了一种基于FPGA 的中值滤波快速算法.充分利用两个相邻滤波窗口中的相关排序信息,随着一列新像素的移入,同时更新已有的排序信息,从而完成中值滤波处理.该算法将每个窗口查找中值的比较次数降到很低,达到了快速抑制噪声及保持图像细节的目的.
【总页数】3页(P224-226)
【作者】王宇新;贺圆圆;郭禾;龙珠
【作者单位】大连理工大学,计算机科学与技术系,辽宁,大连,116023;大连理工大学,计算机科学与技术系,辽宁,大连,116023;大连理工大学,计算机科学与技术系,辽宁,大连,116023;大连理工大学,计算机科学与技术系,辽宁,大连,116023
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.快速中值滤波算法研究及其FPGA硬件实现 [J], 韩团军
2.基于FPGA的快速中值滤波算法研究 [J], 秦立敏;陈玲;李金龙;高晓蓉;郭建强;王泽勇
3.快速二维中值滤波算法及其FPGA硬件设计 [J], 董恩增;吴东东;佟吉钢
4.基于FPGA快速中值滤波算法的硬件实现 [J], 赵亮;刘鹏;王晓曼;刘美
5.基于FPGA的快速中值滤波算法实现 [J], 赵凤怡
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基于硬件描述语言的图像快速中值滤波算法
绍 的方法 进行快速 中值 滤波 ，效果
如 图４ 所示 。
将 中值 滤波 后 的 图像 与原 始 图 像作 比较可以发现，中值滤波算法导
Ｌ・ 帆 鞭围 ５卅 ｊ 声圈 ０ 粒蚺 快速中崖潞城散果圈
致 图形边界稍微变得模糊 了一些 ，但
图２
图４
不 明显 ，而椒盐 噪声 干扰被 很好地
‘
‘
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秒 。显然基 于硬件 描述语 言 的快速 中值滤波 比基于Ｄ Ｐ Ｓ 的解决方案有更
‘
数 据置新分蛆
好 的实时性优势 。 对 数字 图像 处理标 准 图Ｌ ｎ Ｊ ｅ ａＪ ￣
上
图３
ｖ
入５ ％ ０ 的椒盐噪声 ，然后采用本文介
Ｉｌ ａ ＩＩｍ ‰． ｉ Ｖｎ ３
Ｓ ｐ ｒ ｅｏｕｉｎ ｏ ｇｓａ ｄＶｉ ｏＭ］ ｕ ｅ Ｒ ｓ ｌｔ ｆ ｍａ ｅ ｎ ｄ ［ ． ｏ Ｉ ｅ
Ｍ ｏ ｇ ｎ＆ Ｃ ａ ｐ ｏ ｕ ｌ ｈ ｒ ．０ ７ ｒａ ｌｙ ｏ ｌ ｂｉ ｅｓ ０ ． Ｐ ｓ ２
法经过 并行和 流水 结构进 行硬件 优 中。当摄像机 输出图像 的ｎ ２ ＋ 行数据 【 Ａｇｅｏ Ｋａｓｇ ｅｏ，ａａｌ ｌ ａ ３ ｇｌｓＫ． ｔ ｇｌｓ ｆｅ Ｍｏｉ ． ］ ａ Ｒ ｎ
ｎ＿ ） ２ 脉冲噪声的概率密度 函数可 由下 次 要进 行ｎ （ｚ １ ／ 次 排序 比较 运 较器 比较得 出最终 结果 。这样总 处
算 ，例如 ，要使 用３ 型 窗 口处 理 理时 间只是其 中关键 模块 的处理 时 ×３
Ｉ Ｐ ｚ
一
ｐｚ＝｛６ ｚ ｂ （ ） Ｐ ＝ ｌ 其它 ０
往被 噪 声淹 没 ，视频 图像 的缺损对 既去 除噪声又 保护 图像边 缘 ，对 干 碍 ，对煤 矿生 产造成 安全 隐患 。保 作用 ，对 图像 边缘 能较 好地保 持 。 优化的思路是将二维滤波阵列分 管 理人 员监控 井下实 时情 况造成 障 扰 脉冲 和 点状 噪 声具有 良好 的抑 制 解为一维 ，先求 出滤波窗 口中水平各
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function g=QuiMedFil2(f)
g=f;
t=2;
[m,n]=size(f);
for i=2:m-1
for j=2:n-1
if(j==2)
A=f(i-1:i+1,j-1:j+1);
hist=imhist(A);
mdn=median(A(:));
%mdn=Med(f(i-1:i+1,j-1:j+1))+1;
L=find(f(i-1:i+1,j-1:j+1)<mdn);%-1
Ltmdn=length(L);
g(i,j)=mdn;%-1;
else
for k=t-1:t+1
hist(f(k,j-2)+1)=hist(f(k,j-2)+1)-1;
if(f(k,j-2))<mdn
Ltmdn=Ltmdn-1;
end
end
for k=t-1:t+1
hist(f(k,j+1)+1)=hist(f(k,j+1)+1)+1;
if(f(k,j+1))<mdn
Ltmdn=Ltmdn+1;
end
end
th=4;
while Ltmdn>th
mdn=mdn-1;
Ltmdn = Ltmdn-hist(mdn+1);
end
while (Ltmdn+hist(mdn+1))<=th
Ltmdn=Ltmdn+hist(mdn+1);
mdn=mdn+1;
end
g(i,j)=mdn;
end
end
t=t+1;%t-line;
end
======================================= =========================实现过程如下
rgb=imread('Figure1.JPG'); %此处通过matlab读入任何一幅图像
>> I=rgb2gray(rgb); %将图像灰度化
>> I=imresize(I,0.1); %若图像过大可进行适当调整，或省略此步
>> g=QuiMedFil2(I) %调用所编程序执行中值滤波快速算法
figure，imshow(I),figure,imshow(g) %显示原图像和滤波后的图像
=============================================================================== ===================================================
与传统中值滤波算法的同窗口的计算时间对比
快速算法略高于一般算法
=============================================================================== =====================================================菱形5*5中值滤波程序function g=MedFilRho(f)
g=f;
g=[];
[m,n]=size(f);
for i=3:(m-2)
for j=3:(n-2)
B=[f(i,j),f(i-2,j),f(i-1,j),f(i+1,j),f(i+2,j),f(i,j-1),f(i,j-2),f(i,j+1),f(i,j+2),f(i-1,j-1),f(i+1,j+1),f(i-1,j+1),f(i+1,j-1)];
g(i,j)=median(B);
end
end
备注：程序为原创，原文地址：
/walqxlqxaw/blog/item/aabb517f877e6f190dd7daad.ht ml。