總第２３８期２０１４年第４期 艦 船 電 子 工 程 Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．４３７ 基于 ＭＡＴＬＡＢ中值濾波算法的優化與實作＊ 趙建春 劉力源 (陸軍軍官學院研究所學生管理大隊 合肥 ２３００３１) 摘 要 介紹了中值濾波的濾波特點，針對标準中值濾波在濾除椒鹽噪聲中的不足，提出了一種中值濾波優化算法，通過 ＭＡＴＬＡＢ軟體仿真，結果表明該算法在有效地去除椒鹽噪聲的同時，很好地保護了邊緣細節，較标準中值濾波具有更優良的濾波效果。 關鍵詞 中值濾波；椒鹽噪聲；ＭＡＴＬＡＢ中圖分類号 ＴＰ３１７ ＤＯＩ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ１６７２－９７３０．２０１４．０４．０１１ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｄｉａｎ ＦｉｌｔｅｒｉｎｇＡｌ ｇｏｒｉｔｈｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＴＬＡＢ ＺＨＡＯ Ｊｉａｎｃｈｕｎ ＬＩＵ Ｌｉ ｙｕａｎ ( Ｇｒａｄｕａｔｅ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ａｒｍｙ Ｏｆｆｉｃｅｒ Ａｃａｄｅｍｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３００３１) Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｄｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｍｅｄｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ．Ｉｎ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｏｕｔ ｔｈｅｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｌｔ ａｎｄ ｐｅｐｐｅｒ ｎｏｉｓｅ，ａ ｍｅｄｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ＭＡＴＬＡＢ ｓｏｆｔｗａｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｍｏｖｅｓ ｔｈｅ ｓａｌｔ ａｎｄ ｐｅｐｐｅｒ ｎｏｉｓｅ ｗｈｉｌｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｍｅｄｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ ｈａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｍｅｄｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ，ｓａｌｔ ａｎｄ ｐｅｐｐｅｒ ｎｏｉｓｅ，ＭＡＴＬＡＢ Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＰ３１７ １ 引言 非線性濾波［ １］較傳統的線性濾波在濾除噪聲的同時，能最大限度地保持圖像信号的邊緣細節，使圖像清晰、逼真，進而得到廣泛研究和應用。常用的中值濾波是非線性濾波的代表。雖然典型的中值濾波能夠減少圖像中的椒鹽噪聲，但是當椒鹽噪聲在空間出現的機率較大時，中值濾波器為了濾除噪聲，不得不增大濾波視窗，在濾除噪聲的同時損失了信号的高頻資訊，使圖像的邊緣等細節模糊，産生較嚴重的失真［ ２～３］。本文對中值濾波算法進行分析，給出中值濾波優化算法，使圖像在有效濾除噪聲的同時，能較好地保護圖像的邊緣細節，以提高圖像處理效果。 ２ 中值濾波 中值濾波［ ４］是基于排序統計理論的一種能有 效抑制脈沖噪聲的非線性信号處理技術。一個中值濾波器的輸出可寫為 ｇ ( ｘ ， ｙ )＝ ｍｅｄｉａｎ ( ｓ ， ｔ )∈ Ｎ ( ｘ ， ｙ ) ｛ ｆ ( ｓ ， ｔ )｝ ( １) 式中， ｆ ( ｓ ， ｔ )， ｇ ( ｘ ， ｙ )分别為原始圖像和處理後圖 像， Ｎ ( ｘ ， ｙ )是以( ｘ ， ｙ )為中心的 ｎ × ｎ 矩形濾波窗 口( ｎ 為奇數)，ｍｅｄｉａｎ是将濾波視窗中的 ｎ ２個像 素點按灰階值大小排序後取中值，其流程圖如圖１所示。 圖１ 中值濾波