空域滤波技术根据功能主要分为平滑滤波与锐化滤波1

1、空域滤波技术根据功能主要分为平滑滤波与锐化滤波，平滑滤波能减弱或消除图像中的高频 率分量而不影响低频分量。因为高频分量对应图像中的区域边缘等灰度值具有较大变化的部 分，平滑滤波可将这些分量滤去减少局部灰度起伏，是图像变得比较平滑。实际应用中，平 滑滤波还可用于消除噪声，或在提取较大目标前去除太小的细节或将目标的小间断连接起 来。锐化滤波正好相反，实际应用中锐化滤波常用于增强被模糊的细节或目标的边缘。空域滤波是在图像空间通过邻域操作完成的，实现的方式基本都是利用模板（窗）进行卷积来进行，实现的基本步骤为：1、将模板中心与图中某个像素位置重合；2、将模板的各个系数与模板下各对应像素的灰度值相乘；3

2、、将所有乘积相加，再除以模板的系数个数；4、将上述运算结果赋给图中对应模板中心位置的像素。常见的空域滤波器：1、邻域平均：将一个像素邻域平均值作为滤波结果，此时滤波器模板的所有系数都取为1。2、加权平均：对同一尺寸的模板，可对不同位置的系数采用不同的数值。实际应用中，常取模板周边最小的系数为1,而取内部的系数成比例增加，中心系数最大。加权平均模板示例： TOC o 1-5 h z 21421213、高斯分布：借助杨辉三角对高斯函数进行近似。高斯模板系数：11112113311510 10514、中值滤波：中值滤波是一种非线性滤波方式，可用如下步骤完成。（1）将模板在图中漫游，并将模板中心与图中

3、某个像素位置重合；（2）读取模板下各对应像素的灰度值；（3）将这些灰度值从小到大进行排序；（4）找出中间值并赋给对应模板中心位置的像素。一般情况下中值滤波的效果要比邻域平均处理的低通滤波效果好，主要特点是滤波后图像中的轮廓比较清 晰。5、最频值滤波：通过直方图统计中心像素点的灰度分布情况，将出现次数最多的灰度值（即直方图 波峰位置）赋给中心位置的像素。如果直方图是对称的且仅有一个峰，那么均值、中值和最频值相同。如 果直方图仅有一个波峰但不对称，那么最频值对应波峰，而中值总比均值更接近最频值。6、锐化滤波：图像锐化一般是通过微分运算来实现的，图像处理中最常用的微分方法是利用梯度（基于一 阶微分）

4、。在离散空间，微分用差分实现，常用的差分模板如下：-11111-11-11-1 -1 -1空域滤波的基本原理简介图像增强的概念和分类图象增强技术的主要目标是，通过对图象的处理，使图象比处理前更适合一个特定的应用，比如 去除噪音等，来改善一幅图像的视觉效果。图像增强的方法分为两大类：空间域图像增强和频域图像增强，而我们这里所要介绍的均值滤波， 中值滤波，拉普拉斯变换等就是空间域图像增强的重要内容。空域滤波的概念和分类使用空域模板进行的图像处理，被称为空域滤波。模板本身被称为空域滤波器。空域滤波的机理就是在待处理的图像中逐点地移动模板，滤波器在该点地响应通过事先定义的滤 波器系数与滤波模板扫过区域

5、的相应像素值的关系来计算。空域滤波可以按照以下关系进行分类：从数学形态上可以把空域滤波器分为线性滤波器和非线性滤波器：线性滤波器是线性系统和频域滤波概念在空域的自然延伸。其特征是结果像素值的计算由下列公 式定义：R = wlzl + w2z2 + . + wnzn其中：wi i = 1,2, . ,n是模板的系数zi i = 1,2, . ,n是被计算像素及其邻域像素的值线性滤波器又可以分为高通，低通和带通滤波器。非线性滤波器使用模板进行结果像素值的计算，结果值直接取决于像素邻域的值，而不与线性乘 积和无关，它包括中值滤波，最大最小值滤波器等等。从处理效果上可以把空域滤波器分为平滑空间滤波器和

6、锐化空间滤波器：平滑空间滤波器用于模糊处理和减小噪声，经常在图像的预处理中使用。锐化空间滤波器主要用于突出图像中的细节或者增强被模糊了的细节。线性滤波器之低通均值滤波平滑线性空间滤波器的输出响应是包含在滤波模板邻域内像素的简单平均值。因此这些滤波器也 称为均值滤波器。根据前面的介绍，它们指的都是低通滤波器。均值滤波用领域的均值代替像素值，减小了图像灰度的尖锐变化。由于典型的随机噪声就是由这 种尖锐变化组成，因此均值滤波的主要应用就是减噪，即除去图像中不相干的细节，其中“不相 干”是指与滤波模板尺寸相比较小的像素区域。但是图像边缘也是由图像灰度尖锐变化带来的特 性，因而均值滤波总是存在不希望的边

7、缘模糊的负面效应。均值滤波器可以衍生出另一种特殊的加权均值滤波器，用不同的系数乘以像素，这样，从权值上 看，一些像素比另一些更重要。如，处于模板中心位置的像素比其他任何像素的权值都要大，正 交方向相邻的像素比对角项的权值大。非线性滤波器之中值滤波统计滤波器是一种非线性空间滤波器，它的响应基于图像滤波器包围的图像区域中像素的排序， 然后由统计排序的结果决定的值代替中心像素的值。最常见的例子就是中值滤波器，它比小尺寸 的线性平滑滤波器的模糊程度明显要低，对处理脉冲噪声（椒盐噪声）非常有效。中值滤波器的 主要功能是使拥有不同灰度的点看起来更接近于它的邻近值，去除那些相对于其邻域像素更亮或 更暗，并且

8、其区域小于滤波器区域一半的孤立像素集。空域滤波处理时的图像轮廓边缘情况考虑模板在在源图像中移动的过程中，当模板的一条边与图像轮廓重合后，模板中心继续向图像边缘 靠近，那么模板的某一行或列就会处于图像平面之外，此时最简单的方法就是将模板中心点的移 动范围限制在距离图像边缘不小于（n 1）/2个像素处，单处理后的图像比原始图像稍小。如果 要处理整幅图像，可以在图像轮廓边缘时用全部包含于图像中的模板部分来滤波所有图像，或者 在图像边缘以外再补上一行和一列灰度为零的像素点（或者将边缘复制补在图像之外）。空域滤波之去除离散点用上面提到的均值滤波，中值滤波等对去除一定特性的噪声会比较有效，除此之外我们还可以