數(shù)字圖像處理_領域平均濾波_中值濾波

1、東華大學實驗報告課程 數(shù)字圖像處理 名稱 數(shù)字圖像變換 實驗名稱: 鄰域平均法(box模板)和中值濾波處理一、 實驗目的圖像變換是數(shù)字圖像處理中的一種綜合變換，如直方圖變換、幾何變換等。通過本實驗，使得學生掌握兩種變換的程序?qū)崿F(xiàn)方法。二、 實驗任務 請設計程序，分別用鄰域平均法，其模板為：和中值濾波法對testnoise圖像進行去噪處理（中值濾波的模板的大小也設為33）。三、實驗環(huán)境本實驗在Windows平臺上進行，對內(nèi)存及cpu主頻無特別要求，使用VC或者MINGW（gcc）編譯器均可。四、設計思路介紹代碼的框架結構、所用的數(shù)據(jù)結構、各個類的介紹（類的功能、類中方法的功能、類的成員變量的作用

2、）、各方法間的關系試驗要求中以給出大致的編程思路和源代碼以及代碼注釋，只有黑框部分需要自己填寫。在此不進行贅述。五、具體實現(xiàn) 實現(xiàn)設計思路中定義的所有的數(shù)據(jù)類型，對每個操作給出實際算法。對主程序和其他模塊也都需要寫出實際算法。 注意：源代碼中要加上注釋。代碼：(紅色為重點代碼)(3*3)/*-利用第一次實驗課提供的 dhc.h 和 dhc.c文件以獲取位圖的高 寬 以及從文件頭到實際的位圖數(shù)據(jù)的偏移字節(jié)數(shù)，從而實現(xiàn)對位圖實際數(shù)據(jù)的操作。-*/#include #include #include #include hdr.h/*-定義結構指針-*/struct bmphdr *hdr; /定義用

3、于直方圖變量unsigned char *bitmap,*count,*new_color;/*-main()函數(shù)編寫-*/int main() /定義整數(shù) i， j 用于函數(shù)循環(huán)時的，nr_pixels為圖像中像素的個數(shù)int i, j ,nr_pixels,nr_w,nr_h;/定義兩個文件指針分別用于提取原圖像的數(shù)據(jù)和生成直方圖均衡化后的圖像FILE *fp, *fpnew;/定義主函數(shù)的參數(shù)包括：輸入的位圖文件名和輸出的位圖文件名,此處內(nèi)容可以不要，在DOS下執(zhí)行命令的時候再臨時輸入也可，為了方便演示，我這里直接把函數(shù)的參數(shù)確定了。/argc=3;/argv1=test.bmp;/ar

4、gv2=testzf.bmp;/參數(shù)輸入出錯顯示/*if (argc != 3) printf(please input the name of input and out bitmap filesn);exit(1);*/ 獲取位圖文件相關信息/hdr = get_header(argv1);hdr = get_header(testnoise.bmp);if (!hdr) exit(1);/以二進制可讀方式打開輸入位圖文件fp = fopen(testnoise.bmp, rb);if (!fp) printf(File open error!n);exit(1);/ 文件指針指向數(shù)據(jù)區(qū)域

5、fseek(fp, hdr-offset, SEEK_SET);/計算位圖像素的個數(shù)nr_pixels = hdr-width * hdr-height;nr_w = hdr-width;nr_h = hdr-height;bitmap = malloc(nr_pixels);new_color = malloc(nr_pixels);count = malloc(nr_w+2)*(+nr_h+2);/讀取位圖數(shù)據(jù)到bitmap中fread(bitmap, nr_pixels, 1, fp);fclose(fp);/因為圖像邊緣無法使用鄰域平均，所以根據(jù)鄰近顏色填補圖像的周圍一圈，存入coun

6、t數(shù)組中/中心圖像存入countfor(i=nr_w+3;i(nr_w+2)*(+nr_h+2)-nr_w-3;i+)j=i/(nr_w+2);if(i%(nr_w+2)!=0&(i+1)%(nr_w+2)!=0) counti=bitmapi-nr_w-1-2*j;/填補第一排for(i=1;inr_w+1;i+)counti=bitmapi-1;/填補最后一排for(i=1;inr_w+1;i+)count(nr_w+2)*(nr_h+1)+i=bitmapnr_w*(nr_h-1)+i-1;/填補左邊一排for(i=0;inr_h+3;i+)counti*(nr_w+2)=counti*

7、(nr_w+2)+1;/填補右邊一排for(i=0;inr_h+3;i+)count(i+1)*(nr_w+2)-1=count(i+1)*(nr_w+2)-2;/鄰域平均3*3for(j=nr_w+3,i=0;j(nr_w+2)*(+nr_h+2)-nr_w-3;j+)if(j%(nr_w+2)!=0&(j+1)%(nr_w+2)!=0) new_colori=(countj+countj-1+countj+1+countj-nr_w-2+countj-1-nr_w-2+countj+1-nr_w-2+countj+nr_w+2+countj-1+nr_w+2+ countj+1+nr_w+

8、2)/9,i+;/結果存入bitmap中for (i = 0; i signature, 2, 1, fpnew);fwrite(&hdr-size, 4, 1, fpnew);fwrite(hdr-reserved, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-offset, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-hdr_size, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-width, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-height, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-nr_planes, 2, 1, fpnew);fwrite(&

9、hdr-bits_per_pixel, 2, 1, fpnew);fwrite(&hdr-compress_type, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-data_size, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-resol_hori, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-resol_vert, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-nr_colors, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-important_color, 4, 1, fpnew);if (hdr-offset 54)fwrite(hdr-info, (hdr

10、-offset - 54), 1, fpnew);/直方圖均衡化的數(shù)據(jù)(bitmap)賦值fwrite(bitmap, nr_pixels, 1, fpnew);/關閉fclose(fpnew);/釋放內(nèi)存（優(yōu)化程序必需）free(hdr);free(bitmap);free(new_color);free(count);return 0;/*-利用第一次實驗課提供的 dhc.h 和 dhc.c文件以獲取位圖的高 寬 以及從文件頭到實際的位圖數(shù)據(jù)的偏移字節(jié)數(shù)，從而實現(xiàn)對位圖實際數(shù)據(jù)的操作。-*/#include #include #include #include hdr.h/*-定義結構指針

11、-*/struct bmphdr *hdr; /定義用于直方圖變量unsigned char *bitmap,*count,*new_color;/*-main()函數(shù)編寫-*/int main() /定義整數(shù) i， j 用于函數(shù)循環(huán)時的，nr_pixels為圖像中像素的個數(shù)int i, j, m, n, nr_pixels,nr_w,nr_h,temp,t9;/定義兩個文件指針分別用于提取原圖像的數(shù)據(jù)和生成直方圖均衡化后的圖像FILE *fp, *fpnew;/定義主函數(shù)的參數(shù)包括：輸入的位圖文件名和輸出的位圖文件名,此處內(nèi)容可以不要，在DOS下執(zhí)行命令的時候再臨時輸入也可，為了方便演示，我

12、這里直接把函數(shù)的參數(shù)確定了。/argc=3;/argv1=test.bmp;/argv2=testzf.bmp;/參數(shù)輸入出錯顯示/*if (argc != 3) printf(please input the name of input and out bitmap filesn);exit(1);*/ 獲取位圖文件相關信息/hdr = get_header(argv1);hdr = get_header(testnoise.bmp);if (!hdr) exit(1);/以二進制可讀方式打開輸入位圖文件fp = fopen(test.bmp, rb);if (!fp) printf(Fil

13、e open error!n);exit(1);/ 文件指針指向數(shù)據(jù)區(qū)域fseek(fp, hdr-offset, SEEK_SET);/計算位圖像素的個數(shù)nr_pixels = hdr-width * hdr-height;nr_w = hdr-width;nr_h = hdr-height;bitmap = malloc(nr_pixels);new_color = malloc(nr_pixels);count = malloc(nr_w+2)*(+nr_h+2);/讀取位圖數(shù)據(jù)到bitmap中fread(bitmap, nr_pixels, 1, fp);fclose(fp);/因為圖

14、像邊緣無法使用鄰域平均，所以根據(jù)鄰近顏色填補圖像的周圍一圈，存入count數(shù)組中/中心圖像存入countfor(i=nr_w+3;i(nr_w+2)*(+nr_h+2)-nr_w-3;i+)j=i/(nr_w+2);if(i%(nr_w+2)!=0&(i+1)%(nr_w+2)!=0) counti=bitmapi-nr_w-1-2*j;/填補第一排for(i=1;inr_w+1;i+)counti=bitmapi-1;/填補最后一排for(i=1;inr_w+1;i+)count(nr_w+2)*(nr_h+1)+i=bitmapnr_w*(nr_h-1)+i-1;/填補左邊一排for(i=

15、0;inr_h+3;i+)counti*(nr_w+2)=counti*(nr_w+2)+1;/填補右邊一排for(i=0;inr_h+3;i+)count(i+1)*(nr_w+2)-1=count(i+1)*(nr_w+2)-2;/中值平均3*3for(j=nr_w+3,i=0;j(nr_w+2)*(+nr_h+2)-nr_w-3;j+)if(j%(nr_w+2)!=0&(j+1)%(nr_w+2)!=0) t0=countj;t1=countj-1;t2=countj+1;t3=countj-nr_w-2;t4=countj-1-nr_w-2;t5=countj+1-nr_w-2;t6=

16、countj+nr_w+2;t7=countj-1+nr_w+2;t8=countj+1+nr_w+2;for(m=0;m9;m+)for(n=0;ntn+1)temp=tn;tn=tn+1;tn+1=temp;new_colori=t4;i+;/結果存入bitmap中for (i = 0; i signature, 2, 1, fpnew);fwrite(&hdr-size, 4, 1, fpnew);fwrite(hdr-reserved, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-offset, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-hdr_size, 4, 1, f

17、pnew);fwrite(&hdr-width, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-height, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-nr_planes, 2, 1, fpnew);fwrite(&hdr-bits_per_pixel, 2, 1, fpnew);fwrite(&hdr-compress_type, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-data_size, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-resol_hori, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-resol_vert, 4, 1, fpnew);fw

18、rite(&hdr-nr_colors, 4, 1, fpnew);fwrite(&hdr-important_color, 4, 1, fpnew);if (hdr-offset 54)fwrite(hdr-info, (hdr-offset - 54), 1, fpnew);/直方圖均衡化的數(shù)據(jù)(bitmap)賦值fwrite(bitmap, nr_pixels, 1, fpnew);/關閉fclose(fpnew);/釋放內(nèi)存（優(yōu)化程序必需）free(hdr);free(bitmap);free(new_color);free(count);return 0;得出實驗結果圖像后，比較這兩種方法去噪的效果好壞，并分析具體原因。通過比較，鄰域平均法在降低噪聲的同時，會使圖像產(chǎn)生模糊；中值濾波在降低噪聲的同時，能夠較好的保持圖像邊緣，不過我感覺有點水粉畫的效果，讓圖像有點失真。完成上述工作后，使用程序進行驗證分析：使用鄰域平均法時，33和55模板大小對圖像進行處理的效果有何差別？