使用MATLAB进行图像滤波与去噪处理
基于MATLAB的FIR滤波器的设计及应用(图像去噪)
数字信号处理课程设计报告书课题名称 基于MATLAB 的FIR 滤波器的设计及应用（图像去噪）姓 名学 号院、系、部 电气工程系 专 业 电子信息工程 指导教师2012年 6 月20日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※※※※※※※※※※2009级数字信号理 课程设计基于MATLAB 的FIR 滤波器的设计及应用（图像去噪）一、设计目的1．学会MATLAB 的使用，掌握MATLAB 的程序设计方法2．掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法 3．在MATLAB 环境下产生噪声信号4．掌握MATLAB 设计FIR 数字滤波器的窗函数和等波纹最佳逼近设计法 5．学会用MATLAB 对图像进行分析和处理二、设计要求1．噪声信号的频谱分析；2．设计数字滤波器和画出频率响应；利用窗函数和等波纹最佳逼近的方法设计FIR 滤波器；最后利用MATLAB 中的函数freqz 画出各滤波器的频率响应； 3．用滤波器对噪声图像进行滤波；4．比较几种滤波器去滤波前后噪声图像的波形及频谱。
三、设计原理及思想如果所希望的滤波器的理想的频率响应函数为()ωj d e H ，则其对应的单位脉冲响应为()()ωπωωππd e e H n h jjdd ⎰-=21（3.1） 窗函数设计法的基本原理是用有限长单位脉冲响应序列()n h 逼近()n h d 。
由于()n h d 往往是无限长序列，而且是非因果的，所以用窗函数()n ω将()n h d 截断，并进行加权处理，得到：()()()n n h n h d ω=（3.2）()n h 就作为实际设计的FIR 数字滤波器的单位脉冲响应序列，其频率响应函数()ωj e H 为()()nj N n j en h eH ωω∑-==1（3.3）式中，N 为所选窗函数()n ω的长度。
我们知道，用窗函数法设计的滤波器性能取决于窗函数()n ω的类型及窗口长度N 的取值。
设计过程中，要根据对阻带最小衰减和过渡带宽度的要求选择合适的窗函数类型和窗口长度N 。
Matlab中的图像去噪技巧概述
Matlab中的图像去噪技巧概述近年来，随着数字图像处理的广泛应用，图像去噪成为了一个重要而热门的研究方向。
在实际应用中，由于图像采集设备的品质、传输媒介的干扰以及图像自身的特性等因素，图像中常常存在着各种噪声，这些噪声会对图像的质量和信息提取造成很大影响。
因此，研究和应用图像去噪技巧成为了提高图像质量和信号处理的关键步骤之一。
Matlab作为图像处理领域广泛使用的工具之一，提供了许多强大的图像处理函数和工具箱，很多图像去噪技巧也可以通过Matlab进行实现。
下面将对Matlab中常用的图像去噪技巧进行概述和介绍。
一、空域图像去噪技巧1. 中值滤波中值滤波是一种简单而有效的空域图像去噪技巧，其原理是使用像素周围邻域内的中值来代替当前像素的值。
这种方法适用于去除椒盐噪声和脉冲噪声，对保留图像细节有一定的效果。
2. 均值滤波均值滤波是一种简单的空域图像去噪技巧，其原理是计算像素周围邻域内像素的平均值，然后将当前像素的值替换为该平均值。
这种方法适用于去除高斯噪声和均匀噪声，但对于椒盐噪声和脉冲噪声的效果较差。
3. 高斯滤波高斯滤波是一种基于高斯模板的线性滤波方法，通过对像素周围邻域内的像素值进行加权平均来达到去噪效果。
这种方法适用于去除高斯噪声，并且在保留图像细节方面比均值滤波效果更好。
二、频域图像去噪技巧1. 傅里叶变换去噪傅里叶变换是一种将信号从时域转换到频域的方法，在频域进行去噪操作后再进行逆傅里叶变换可得到去噪后的图像。
这种方法适用于去除频率特性明显的噪声。
2. 小波变换去噪小波变换是一种多尺度的信号分析方法，能够将信号分解为不同的频带，并对每个频带进行去噪处理。
这种方法适用于去除不同尺度的噪声，并且在保留图像细节方面有一定的优势。
三、专用图像去噪技巧1. 自适应中值滤波自适应中值滤波是一种根据像素邻域内像素的灰度变化情况来动态选择滤波器尺寸的方法，能够在一定程度上保留图像细节，并有效去除椒盐噪声和脉冲噪声。
Matlab图像去噪与图像增强技术解析
Matlab图像去噪与图像增强技术解析Matlab（Matrix Laboratory）是一种强大的数学软件，特别适用于科学与工程领域。
在图像处理方面，Matlab提供了丰富的函数和工具箱，可以用于图像的去噪和增强。
本文将对Matlab图像去噪和图像增强技术进行解析。
一、图像去噪技术图像去噪是图像处理中一个重要的环节，旨在去除图像中的噪声，提高图像的质量和细节。
Matlab提供了多种图像去噪的方法，包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波和小波去噪等。
1. 均值滤波均值滤波是一种简单的线性滤波方法，通过计算邻域像素的平均值来去除噪声。
Matlab中可以使用函数`imfilter`来实现均值滤波。
下面是一个示例代码：```img = imread('noisy_image.jpg');filtered_img = imfilter(img, ones(3,3)/9);imshow(filtered_img);```2. 中值滤波中值滤波是一种非线性滤波方法，通过计算邻域像素的中值来去除噪声。
对于椒盐噪声等突发性噪声，中值滤波效果较好。
Matlab中可以使用函数`medfilt2`来实现中值滤波。
下面是一个示例代码：```img = imread('noisy_image.jpg');filtered_img = medfilt2(img, [3,3]);imshow(filtered_img);```3. 高斯滤波高斯滤波是一种基于高斯函数的线性滤波方法，可以有效地去除高斯噪声。
Matlab中可以使用函数`imgaussfilt`来实现高斯滤波。
下面是一个示例代码：```img = imread('noisy_image.jpg');filtered_img = imgaussfilt(img, 2);imshow(filtered_img);```4. 小波去噪小波去噪是一种基于小波变换的非线性滤波方法，可以提取图像的频域信息，并根据阈值去除噪声。
完整版)小波变换图像去噪MATLAB实现
完整版)小波变换图像去噪MATLAB实现本论文旨在研究数字图像的滤波去噪问题，以提高图像质量。
数字图像处理(Digital Image Processing。
DIP)是指用计算机辅助技术对图像信号进行处理的过程。
DIP技术在医疗、艺术、军事、航天等图像处理领域都有着十分广泛的应用。
然而，图像的采集、获取、编码和传输的过程中，都存在不同程度被各种噪声所“污染”的现象。
如果图像被污染得比较严重，噪声会变成可见的颗粒形状，导致图像质量的严重下降。
因此，通过一些卓有成效的噪声处理技术后，尽可能地去除图像噪声，有利于进一步的对图像进行如特征提取、信号检测和图像压缩等处理。
小波变换处理应用于图像去噪外，在其他图像处理领域都有着十分广泛的应用。
小波定义为对给定函数局部化的新领域，小波可由一个定义在有限区域的函数Ψ(x)来构造，Ψ(x)称为母小波，或者叫做基本小波。
一组小波基函数，{Ψa,b(x)}，可以通过缩放和平移基本小波来生成。
当a=2j和b=ia的情况下，一维小波基函数序列定义为Ψi,j(x)=2-j2Ψ2-jx-1.函数f(x)以小波Ψ(x)为基的连续小波变换定义为函数f(x)和Ψa,b(x)的内积。
在频域上有Ψa,b(x)=ae-jωΨ(aω)。
因此，本论文以小波变换作为分析工具处理图像噪声，研究数字图像的滤波去噪问题，以提高图像质量。
当绝对值|a|减小时，小波函数在时域的宽度会减小，但在频域的宽度会增大，同时窗口中心会向|ω|增大的方向移动。
这说明连续小波的局部变化是不同的，高频时分辨率高，低频时分辨率低，这是小波变换相对于___变换的优势之一。
总的来说，小波变换具有更好的时频窗口特性。
噪声是指妨碍人或相关传感器理解或分析图像信息的各种因素。
噪声通常是不可预测的随机信号。
由于噪声在图像输入、采集、处理和输出的各个环节中都会影响，特别是在输入和采集中，噪声会影响整个图像处理过程，因此抑制噪声已成为图像处理中非常重要的一步。
图像小波变换去噪——MATLAB实现
图像⼩波变换去噪——MATLAB实现clear;[A,map]=imread('C:\Users\wangd\Documents\MATLAB\1.jpg');X=rgb2gray(A);%画出原始图像subplot(2,2,1);imshow(X);title('原始图像');%产⽣含噪图像x=imnoise(X ,'gaussian',0,0.003);%画出含噪图像subplot(2,2,2);imshow(x);title('含噪声图像');%下⾯进⾏图像的去噪处理%⽤⼩波函数sym4对x进⾏2层⼩波分解[c,s]=wavedec2(x,2,'sym4');%提取⼩波分解中第⼀层的低频图像，即实现了低通滤波去噪a1=wrcoef2('a',c,s,'sym4'); % a1为double型数据；%画出去噪后的图像subplot(2,2,3); imshow(uint8(a1)); % 注意 imshow()和image()显⽰图像有区别，imshow()不能显⽰double型数据，必须进⾏转换 uint8(a1)；title('第⼀次去噪图像'); % 并且image() 显⽰图像有坐标；%提取⼩波分解中第⼆层的低频图像，即实现了低通滤波去噪%相当于把第⼀层的低频图像经过再⼀次的低频滤波处理a2=wrcoef2('a',c,s,'sym4',2);%画出去噪后的图像subplot(2,2,4); imshow(uint8(a2)); %image(a2);title('第⼆次去噪图像');%保存图像imwrite(x,'C:\Users\wangd\Desktop\2.jpg');imwrite(uint8(a1),'C:\Users\wangd\Desktop\3.jpg'); %imwrite()保存图像，也需要将数据类型转化为uint8imwrite(uint8(a2),'C:\Users\wangd\Desktop\4.jpg');。
matlab中的去噪函数
matlab中的去噪函数
MATLAB中有多种用于去噪的函数和工具，其中一些常用的包括：
1. `medfilt1`，这个函数用于对一维信号进行中值滤波，可以
有效地去除椒盐噪声和其他类型的噪声。
2. `medfilt2`，类似于`medfilt1`，这个函数用于对二维图像
进行中值滤波，对于去除图像中的斑点噪声和其他类型的噪声效果
很好。
3. `wiener2`，这个函数实现了维纳滤波器，可以用于图像的
去噪。
维纳滤波器是一种自适应滤波器，可以根据图像的局部特性
进行滤波，适用于各种类型的噪声。
4. `imfilter`，这个函数可以实现各种类型的滤波操作，包括
高斯滤波、均值滤波等，可以根据具体的需求选择合适的滤波器进
行去噪处理。
5. `denoiseWavelet`，MATLAB中还提供了基于小波变换的去
噪函数，可以通过小波阈值处理来去除信号中的噪声成分。
除了以上提到的函数，MATLAB还提供了一些图像处理工具箱，
其中包含了更多高级的去噪算法和工具，比如基于深度学习的去噪
方法、非局部均值去噪（NL-means denoising）等。
这些工具可以
根据具体的应用场景和需求选择合适的去噪方法进行处理。
总的来说，MATLAB提供了丰富的去噪函数和工具，可以根据具
体的信号或图像特性选择合适的方法进行去噪处理。
在实际应用中，需要根据噪声类型、信噪比以及对信号质量的要求来选择合适的去
噪方法。
数字图像去噪典型算法及matlab实现
数字图像去噪典型算法及matlab实现图像去噪是数字图像处理中的重要环节和步骤。
去噪效果的好坏直接影响到后续的图像处理工作如图像分割、边缘检测等。
图像信号在产生、传输过程中都可能会受到噪声的污染，一般数字图像系统中的常见噪声主要有:高斯噪声(主要由阻性元器件内部产生)、椒盐噪声(主要是图像切割引起的黑图像上的白点噪声或光电转换过程中产生的泊松噪声)等;目前比较经典的图像去噪算法主要有以下三种:均值滤波算法:也称线性滤波，主要思想为邻域平均法，即用几个像素灰度的平均值来代替每个像素的灰度。
有效抑制加性噪声，但容易引起图像模糊，可以对其进行改进，主要避开对景物边缘的平滑处理。
中值滤波:基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性平滑滤波信号处理技术。
中值滤波的特点即是首先确定一个以某个像素为中心点的邻域，一般为方形邻域，也可以为圆形、十字形等等，然后将邻域中各像素的灰度值排序，取其中间值作为中心像素灰度的新值，这里领域被称为窗口，当窗口移动时，利用中值滤波可以对图像进行平滑处理。
其算法简单，时间复杂度低，但其对点、线和尖顶多的图像不宜采用中值滤波。
很容易自适应化。
Wiener维纳滤波:使原始图像和其恢复图像之间的均方误差最小的复原方法，是一种自适应滤波器，根据局部方差来调整滤波器效果。
对于去除高斯噪声效果明显。
实验一:均值滤波对高斯噪声的效果代码I=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\1.gif');%读取图像J=imnoise(I,'gaussian',0,0.005);%加入均值为0，方差为0.005的高斯噪声subplot(2,3,1);imshow(I);title('原始图像');subplot(2,3,2); imshow(J);title('加入高斯噪声之后的图像');%采用MATLAB中的函数filter2对受噪声干扰的图像进行均值滤波K1=filter2(fspecial('average',3),J)/255; %模板尺寸为3K2=filter2(fspecial('average',5),J)/255;% 模板尺寸为5K3=filter2(fspecial('average',7),J)/255; %模板尺寸为7K4= filter2(fspecial('average',9),J)/255; %模板尺寸为9subplot(2,3,3);imshow(K1);title('改进后的图像1');subplot(2,3,4); imshow(K2);title('改进后的图像2');subplot(2,3,5);imshow(K3);title('改进后的图像3');subplot(2,3,6);imshow(K4);title('改进后的图像4');PS:filter2用法fspecial函数用于创建预定义的滤波算子，其语法格式为: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]。
基于MATLAB的图像去噪实验报告
实验二图像去噪一、实验目的1. 熟悉图像高斯噪声和椒盐噪声的特点；2. 掌握利用均值滤波和中值滤波去除图像噪声的方法。
二、实验内容1. 打开Matlab 编程环境。
2. 读入图像，在图像上分别添加高斯噪声和椒盐噪声。
3. 显示原图像和噪声图像。
4. 对噪声图像进行均值滤波和中值滤波处理。
5. 显示处理效果图。
三、实验程序及结果1、实验程序m=imread('pout.tif');x=imnoise(m,'salt & pepper',0.02);y=imnoise(m,'gaussian',0,0.01);figure(1)subplot(311)imshow(m);subplot(312)imshow(x)subplot(313)imshow(y);q=filter2(fspecial('average',3),x);w=filter2(fspecial('average',3),y);n=medfilt2(m);figure(2)subplot(311)imshow(uint8(q));subplot(312)imshow(uint8(w));subplot(313)imshow(n);2、实验结果四、实验思考：1. 比较均值滤波和中值滤波的对高斯噪声和椒盐噪声图像的处理效果，分析原理？答：中值滤波对于椒盐噪声效果好，因为椒盐噪声是幅值近似相等但随机分布在不同的位置上，图像中有干净点也有污染点。
中值滤波是选择适当的点来代替污染的点所以处理效果会更好。
由于噪声的均值不为零，所以均值滤波不能很好的去除噪声点。
均值滤波对于高斯噪声效果好，因为高斯噪声的幅值近似于正态分布但是却分布在每个点像素上。
图像中的每个点都是污染点，所以如果采用中值滤波会找不到合适的干净点，由于正态分布的均值为零，所以均值滤波可以削弱噪声。
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使用MATLAB进行图像滤波与去噪处理引言：
图像处理是现代科技中一个重要的领域，它在许多领域中发挥着关键作用，包
括医学影像、遥感图像以及工业检测等。
图像滤波与去噪处理是图像处理中的一个核心问题，它能够提高图像质量、增强图像细节以及减少图像中的噪声。
MATLAB作为一个强大的科学计算软件，在图像处理领域也有着广泛的应用。
本
文将介绍使用MATLAB进行图像滤波与去噪处理的方法和技巧。
一、图像滤波的基本概念和原理
图像滤波是对图像进行平滑处理或者增强处理的一种方法。
其基本原理是通过
在图像上应用一个滤波器，对图像的像素进行加权平均操作，以达到平滑或者增强的效果。
常见的滤波器包括均值滤波器、中值滤波器和高斯滤波器等。
其中，均值滤波器通过计算邻域像素的平均值来进行平滑操作，中值滤波器则通过计算邻域像素的中位数来进行平滑操作，而高斯滤波器则根据高斯函数来计算加权平均值。
在MATLAB中，可以使用imfilter函数来实现不同类型的图像滤波操作。
二、图像去噪的基本概念和原理
图像噪声是由于图像获取、传输、存储或者显示等过程中引入的随机干扰信号。
去噪处理旨在恢复出原始图像并减少噪声的影响。
常见的图像去噪方法包括空域滤波方法和频域滤波方法。
其中，空域滤波方法是在图像的空间域上进行滤波操作，常用的方法有均值滤波、中值滤波和双边滤波等。
频域滤波方法则是在图像的频域上进行滤波操作，常用的方法有傅里叶变换和小波变换等。
在MATLAB中，可以
使用medfilt2函数和wiener2函数来实现空域滤波方法。
三、MATLAB中的图像滤波和去噪函数
MATLAB提供了多种用于图像滤波和去噪的函数，可以根据不同的需求选择
合适的函数进行操作。
以下是对几个常用函数的简要介绍：
1. imfilter函数：imfilter函数实现了各种图像滤波操作，包括线性和非线性滤波。
该函数可以接受多种滤波器类型，包括方形、圆形和自定义形状的滤波器。
用户可以根据具体需求选择不同的滤波器类型和参数。
2. medfilt2函数：medfilt2函数实现了中值滤波操作，对图像中的噪声进行有效的去除。
该函数可以根据用户指定的窗口大小对图像进行滤波操作，窗口大小越大，滤波效果越好。
3. wiener2函数：wiener2函数实现了维纳滤波操作，对图像中的噪声进行估计
和去除。
该函数可以根据图像的统计特性自适应地调整滤波器参数，从而提高去噪效果。
四、案例分析：图像滤波和去噪处理的实际应用
以下是一个基于MATLAB的图像滤波和去噪处理的实际案例分析，以展示其
在实际应用中的优势和效果。
案例：透视校正图像的滤波和去噪处理
问题描述：拍摄的透视校正图像中存在噪声和图像失真现象，需要对图像进行
滤波和去噪处理，以恢复原始图像。
解决方法：
1. 导入图像并显示原始图像；
2. 调用imfilter函数，选择合适的滤波器类型和参数，对图像进行滤波处理；
3. 调用medfilt2函数或者wiener2函数，对滤波后的图像进行去噪处理；
4. 显示处理后的图像，并与原始图像进行对比。
通过以上步骤，可以有效地对透视校正图像进行滤波和去噪处理，从而提高图
像质量和减少噪声的影响。
结论：
本文介绍了使用MATLAB进行图像滤波和去噪处理的方法和技巧。
图像滤波
和去噪处理在实际应用中具有重要意义，可以提高图像质量、增强图像细节以及减少图像中的噪声。
MATLAB作为一个强大的科学计算软件，在图像处理领域中具
有广泛的应用。
通过合理选择滤波器类型和参数，以及灵活运用MATLAB中的图
像处理函数，可以实现对图像的高效滤波和去噪处理，从而满足实际应用中的需求。