基于模糊綜合評(píng)判的彩色圖像中值濾波方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例設(shè)及圖像濾波技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種基于模糊綜合評(píng)判的彩色 圖像中值濾波方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 彩色圖像中值濾波，就是要對(duì)彩色圖像中的顏色向量定義一種向量序結(jié)構(gòu)，然后 根據(jù)此序結(jié)構(gòu)，選擇處于"中間"位置的向量確定為中值向量。如尺寸大小mXn的彩色圖像 I，在經(jīng)典彩色圖像中值濾波方向，首先要選定尺寸大小為(2k+l) X (2k+l)的濾波窗口，然 后讓此濾波窗口在待濾波圖像上逐像素點(diǎn)移動(dòng)，每移動(dòng)到一個(gè)位置，就將此時(shí)窗口中的像 素點(diǎn)的像素值通過(guò)確定的一種序結(jié)構(gòu)進(jìn)行排序，選擇出中間的第(2k+l)^^l個(gè)向量確定 為濾波窗口中屯、點(diǎn)的新的像素值。
[0003] 在傳統(tǒng)彩色圖像中值濾波過(guò)程中，輸出結(jié)果始終為濾波窗口中的像素值的中值， 不會(huì)產(chǎn)生新的顏色信息，因此圖像原有的色調(diào)得到了很大程度的保持，但是由于向量中值 的定義方法不統(tǒng)一，所W會(huì)發(fā)生圖像細(xì)節(jié)或者邊界丟失的問(wèn)題，而且由于其建立序結(jié)構(gòu)的 方式比較傳統(tǒng)，為計(jì)算窗口中像素點(diǎn)間矢量差值的二范數(shù)之和并排序，所W計(jì)算量大。
[0004] 改進(jìn)的彩色圖像中值濾波則是將線(xiàn)性均值濾波和非線(xiàn)性矢量中值濾波結(jié)合在一 起，它會(huì)在濾波之前首先對(duì)濾波窗口中的像素點(diǎn)進(jìn)行兩次剔除，然后對(duì)剩下的顏色向量才 進(jìn)行傳統(tǒng)中值濾波的過(guò)程，所W此方法在運(yùn)算量上比經(jīng)典濾波過(guò)程少，節(jié)省了時(shí)間的同時(shí) 有效去除了噪聲。但是運(yùn)種方法也有缺點(diǎn)，它沒(méi)考慮到某個(gè)待濾波的向量與其鄰域內(nèi)像素 點(diǎn)顏色向量的關(guān)系，所W會(huì)導(dǎo)致有用信息丟失，使圖像產(chǎn)生邊緣模糊，沒(méi)有很好的保護(hù)圖像 細(xì)節(jié)。
[0005] 現(xiàn)有彩色圖像中值濾波方法都要先對(duì)彩色圖像中的顏色向量根據(jù)某種定義建立 序列結(jié)構(gòu)，而根據(jù)運(yùn)些矢量序定義的序列結(jié)構(gòu)各有不足，會(huì)導(dǎo)致在圖像中值濾波過(guò)程中產(chǎn) 生各種前文所述的問(wèn)題。
[0006] 發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在W下缺陷：
[0007] 在濾波過(guò)程中無(wú)法保證圖像的視覺(jué)品質(zhì)，無(wú)法清楚地區(qū)分出原始圖像顏色信息和 噪聲信息，不能?chē)?yán)格地過(guò)濾掉椒鹽噪聲的污染。
[000引有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種基于模糊綜合評(píng)判的彩色圖像中值濾波 方法，其至少部分地解決了如何在濾波過(guò)程中保證圖像的視覺(jué)品質(zhì)，能夠清楚地區(qū)分出原 始圖像顏色信息和噪聲信息，且能?chē)?yán)格地過(guò)濾掉椒鹽噪聲污染的技術(shù)問(wèn)題。此外，還提供一 種基于模糊綜合評(píng)判的彩色圖像中值濾波系統(tǒng)。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了 W下技術(shù)方案：
[0011] -種基于模糊綜合評(píng)判的彩色圖像中值濾波方法，所述方法至少包括：
[0012] 步驟I:在所述彩色圖像上，確定濾波窗口；
[0013] 步驟2:確定模糊綜合評(píng)判模型的判據(jù)集和評(píng)語(yǔ)集，其中，所述判據(jù)集包括顏色向 量的模長(zhǎng)L、顏色向量間的角度a、色度H、飽和度S和強(qiáng)度I;所述評(píng)語(yǔ)集包括適中、小偏差和 大偏差；
[0014] 步驟3:計(jì)算所述濾波窗口內(nèi)所有像素點(diǎn)顏色向量的所述L、所述a、所述H、所述S和 所述I的值；
[001引步驟4:根據(jù)所述所有像素點(diǎn)顏色向量的所述L、所述a、所述H、所述巧日所述I的值， 構(gòu)建所述模糊綜合評(píng)判模型的模糊綜合評(píng)判矩陣；
[0016] 步驟5:對(duì)所述模糊綜合評(píng)判矩陣賦予權(quán)重，并進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到所述所有像素 點(diǎn)顏色向量的評(píng)判結(jié)果向量；
[0017] 步驟6:評(píng)判所述所有像素點(diǎn)顏色向量的評(píng)判結(jié)果向量，確定最優(yōu)評(píng)判結(jié)果向量， 并將所述最優(yōu)評(píng)判結(jié)果向量確定為濾波窗口的中值向量；
[0018] 步驟7:在所述彩色圖像上移動(dòng)所述濾波窗口，重復(fù)步驟3至6,直至遍歷所述彩色 圖像上的所有像素點(diǎn)。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種基于模糊綜合評(píng)判的彩色圖像中值濾波系 統(tǒng)，所述系統(tǒng)至少包括：
[0020] 第一確定模塊，被配置為在所述彩色圖像上，確定濾波窗口；
[0021 ]第二確定模塊，被配置為確定模糊綜合評(píng)判模型的判據(jù)集和評(píng)語(yǔ)集，其中，所述判 據(jù)集包括顏色向量的模長(zhǎng)L、顏色向量間的角度a、色度H、飽和度S和強(qiáng)度I;所述評(píng)語(yǔ)集包括 適中、小偏差和大偏差；
[0022] 第一計(jì)算模塊，被配置為計(jì)算所述濾波窗口內(nèi)所有像素點(diǎn)顏色向量的所述L、所述 口、所述H、所述S和所述I的值；
[0023] 第一構(gòu)建模塊，被配置為根據(jù)所述所有像素點(diǎn)顏色向量的所述L、所述a、所述H、所 述S和所述I的值，構(gòu)建所述模糊綜合評(píng)判模型的模糊綜合評(píng)判矩陣；
[0024] 第一加權(quán)模塊，被配置為對(duì)所述模糊綜合評(píng)判矩陣賦予權(quán)重，并進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得 到所述所有像素點(diǎn)顏色向量的評(píng)判結(jié)果向量；
[0025] 第=確定模塊，被配置為評(píng)判所述所有像素點(diǎn)顏色向量的評(píng)判結(jié)果向量，確定最 優(yōu)評(píng)判結(jié)果向量，并將所述最優(yōu)評(píng)判結(jié)果向量確定為濾波窗口的中值向量；
[0026] 重復(fù)模塊，被配置為在所述彩色圖像上移動(dòng)所述濾波窗口，采用第一計(jì)算模塊、第 一構(gòu)建模塊、第一加權(quán)模塊、第=確定模塊進(jìn)行濾波，直至遍歷所述彩色圖像上的所有像素 點(diǎn)。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案至少具有W下有益效果：
[0028] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)確定模糊綜合評(píng)判模型的判據(jù)集和評(píng)語(yǔ)集，其中，判據(jù)集包括 顏色向量的模長(zhǎng)L、顏色向量間的角度a、色度H、飽和度S和強(qiáng)度I;評(píng)語(yǔ)集包括適中、小偏差 和大偏差。計(jì)算濾波窗口內(nèi)所有像素點(diǎn)顏色向量的L、a、H、S和I的值。根據(jù)所有像素點(diǎn)顏色 向量的L、a、H、S和I的值，構(gòu)建模糊綜合評(píng)判模型的模糊綜合評(píng)判矩陣。對(duì)模糊綜合評(píng)判矩 陣賦予權(quán)重，并進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到所有像素點(diǎn)顏色向量的評(píng)判結(jié)果向量。評(píng)判所有像素點(diǎn) 顏色向量的評(píng)判結(jié)果向量，確定最優(yōu)評(píng)判結(jié)果向量，并將最優(yōu)評(píng)判結(jié)果向量確定為濾波窗 口的中值向量。最后，在彩色圖像上移動(dòng)濾波窗口，重復(fù)上述步驟，直至遍歷彩色圖像上的 所有像素點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例將不同類(lèi)型的五個(gè)影響彩色圖像品質(zhì)的因素都綜合在一起進(jìn)行 考慮分析，而不單單是某個(gè)顏色向量的模長(zhǎng)或者到濾波窗口中其他顏色向量的矢量距離和 來(lái)實(shí)現(xiàn)中值濾波，解決了如何在濾波過(guò)程中保證圖像的視覺(jué)品質(zhì)，能夠清楚地區(qū)分出原始 圖像顏色信息和噪聲信息，且能?chē)?yán)格地過(guò)濾掉椒鹽噪聲污染的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例所 述方法不僅在濾波過(guò)程中保證了圖像的視覺(jué)品質(zhì)，更能清楚地區(qū)分出了原始圖像顏色信息 和噪聲信息，比較嚴(yán)格地過(guò)濾掉了椒鹽噪聲的污染，達(dá)到了很好的彩色圖像中值濾波效果。
[0029] 當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品不一定需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)W上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
[0030] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明 書(shū)、權(quán)利要求書(shū)W及附圖中所特別指出的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0031] 需要說(shuō)明的是，
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并非旨在標(biāo)識(shí)出請(qǐng)求保護(hù)的主題的必要技術(shù)特征， 也并非是用來(lái)確定請(qǐng)求保護(hù)的主題的保護(hù)范圍。所要求保護(hù)的主題不限于解決在【背景技術(shù)】 中提及的任何或所有缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 附圖確定為本發(fā)明的一部分，用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，本發(fā)明的示意 性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。顯然，下面描述中的附 圖僅僅是一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可 W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他附圖。在附圖中：
[0033] 圖1為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的基于模糊綜合評(píng)判的彩色圖像中值濾波方法的 流程示意圖；
[0034] 圖2為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的S角形隸屬函數(shù)示意圖；
[0035] 圖3為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的適中型、小偏差型、大偏差型S種S角形隸屬函 數(shù)示意圖；
[0036] 圖4為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的經(jīng)典Lena原始圖像；
[0037] 圖5a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的對(duì)經(jīng)典Lena圖像加入3%的椒鹽噪聲的示意 圖；
[0038] 圖5b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用傳統(tǒng)方法對(duì)圖5a進(jìn)行中值濾波而得到的 濾波結(jié)果的示意圖；
[0039] 圖5c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn)的現(xiàn)有技術(shù)對(duì)圖5a 進(jìn)行中值濾波而得到的濾波結(jié)果的示意圖；
[0040] 圖5d為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法對(duì)圖5a進(jìn)行中 值濾波而得到的濾波結(jié)果的示意圖；
[0041 ]圖6a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的對(duì)經(jīng)典Lena圖像加入5%的椒鹽噪聲的示意 圖；
[0042] 圖化為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用傳統(tǒng)方法對(duì)圖6a進(jìn)行中值濾波而得到的 濾波結(jié)果的示意圖；
[0043] 圖6c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn)的現(xiàn)有技術(shù)對(duì)圖6a 進(jìn)行中值濾波而得到的濾波結(jié)果的示意圖；
[0044] 圖6d為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法對(duì)圖6a進(jìn)行中 值濾波而得到的濾波結(jié)果的示意圖；
[0045] 圖7a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的對(duì)經(jīng)典Lena圖像加入10%的椒鹽噪聲的示意 圖；
[0046] 圖7b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用傳統(tǒng)方法對(duì)圖7a進(jìn)行中值濾波而得到的 濾波結(jié)果的示意圖；
[0047] 圖7c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn)的現(xiàn)有技術(shù)對(duì)圖7a 進(jìn)行中值濾波而得到的濾波結(jié)果的示意圖；
[0048] 圖7d為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法對(duì)圖7a進(jìn)行中 值濾波而得到的濾波結(jié)果的示意圖；
[0049] 圖8a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的對(duì)經(jīng)典Lena圖像加入15%的椒鹽噪聲的示意 圖；
[0050] 圖8b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用傳統(tǒng)方法對(duì)圖8a進(jìn)行中值濾波而得到的 濾波結(jié)果的示意圖；
[0051] 圖8c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn)的現(xiàn)有技術(shù)對(duì)圖8a 進(jìn)行中值濾波而得