一种改进的快速中值滤波算法制造技术

本发明专利技术公开了一种改进的快速中值滤波算法，包括以下步骤：A、如图1所示，将5×5滑动窗口内的像素灰度值沿x轴方向排序；B、如图2所示，将经过步骤A之后的像素灰度值再沿y轴方向排序；C、如图3所示，将经过步骤B之后的像素灰度值沿y＝‑x方向排序；D、如图4所示，最终的中值结果是3个候选数值A、B、C的平均值；本发明专利技术提出的快速中值滤波算法，不仅能有效去除图像中的噪声信息，同时与传统中值滤波相比，可以大大缩短程序的运行时间。

An improved fast median filtering algorithm

The invention discloses an improved fast median filtering algorithm, which includes the following steps: A, as shown in Fig. 1, sorting the gray value of the pixels in the 5*5 sliding window along the x-axis direction; B, as shown in Fig. 2, sorting the gray value of the pixels after step A along the y-axis direction; C, as shown in Fig. 3, sorting the gray value of the pixels after step B along the y= x direction; D, as shown in Fig. 4; It shows that the final median result is the average value of three candidate values A, B and C. The fast median filtering algorithm proposed by the present invention can not only effectively remove the noise information in the image, but also greatly shorten the running time of the program compared with the traditional median filtering.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的快速中值滤波算法
本专利技术涉及图像处理领域，具体为一种改进的快速中值滤波算法。
技术介绍
数字图像的采样或传输在经过传感器或传输通道时经常受到噪声的干扰。图像滤波是图像预处理中必不可少的步骤，其不仅能够在最大程度上保留图像细节特征并且可以去除图像中的噪声信息。中值滤波是一种典型的非线性滤波方法，对于噪声为散粒噪声的情况下，滤波效果显著。中值滤波是一种基于排序统计理论的滤波方法，其基本思想是：将以某一像素为中心的滑动窗口内的所有像素点的灰度值进行排序，选取中间值作为中心像素点灰度的新值。中值滤波对于斑点噪声与椒盐噪声来说效果尤其理想。但通常的中值滤波中的数据排序费时较多，特别在大滑动窗口下，需要进行大量的数据比较工作，不利于图像快速实时的处理。因而有必要对中值滤波进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的快速中值滤波算法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改进的快速中值滤波算法包括以下步骤：A、如图1所示，将5×5滑动窗口内的像素灰度值沿x轴方向排序；B、如图2所示，将经过步骤A之后的像素灰度值再沿y轴方向排序；C、如图3所示，将经过步骤B之后的像素灰度值沿y＝-x方向排序；D、如图4所示，最终的中值结果是3个候选数值A、B、C的平均值。优选的，所述步骤A中对5×5滑动窗口内的像素灰度值沿x轴方向排序，如图1所示。25个候选数值均位于网格为5×5的二维xy平面上，分别标记为P(1,1)-P(5,5)。沿x轴方向，这25个数值被分成5组，如L1-L5。L1由P(1,1)-P(1,5)组成，而L5由P(5,1)-P(5,5)组成。在L1中沿着x轴方向执行降序操作，排序后，这5个位置的数学关系为P(1,1)≥P(1,2)≥P(1,3)≥P(1,4)≥P(1,5)，其他4组也执行相同的操作。每个组都有相对于其他组的独立处理，并行完成降序排序。优选的，所述步骤C中对5×5滑动窗口内的像素灰度值沿y＝-x方向排序在前两个步骤之后，只有13个候选数值(如灰色阴影圈)有机会竞争最终的中值，如图3所示。这13个候选数值按照y＝-x方向分成3组，其中第i组、j组和k组分别包含4、5和4个候选数值。每组以相同的方式沿y＝-x方向进行并行降序排序。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用基于3方向排序的改进中值滤波算法，其中步骤A、步骤B、步骤C中的排序都是基于并行处理的，极大缩短了算法的时间复杂度O(n)。(2)本专利技术去除图像中的噪声信息效果明显，尤其是图像中的椒盐噪声。附图说明图1为沿x轴方向降序原理图。图2为沿y轴方向降序原理图。图3为沿y＝-x方向降序原理图。图4为确定中值原理图。具体实施方式本专利技术提供一种技术方案：一种改进的快速中值滤波算法,下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。包括以下步骤：A、如图1所示，将5×5滑动窗口内的像素灰度值沿x轴方向排序；B、如图2所示，将经过步骤A之后的像素灰度值再沿y轴方向排序；C、如图3所示，将经过步骤B之后的像素灰度值沿y＝-x方向排序；D、如图4所示，最终的中值结果是3个候选数值A、B、C的中值。本专利技术中，步骤A中对5×5滑动窗口内的像素灰度值沿x轴方向排序，如图1所示。25个候选数值均位于网格为5×5的二维xy平面上，分别标记为P(1,1)-P(5,5)。沿x轴方向，这25个数值被分成5组，如L1-L5。L1由P(1,1)-P(1,5)组成，而L5由P(5,1)-P(5,5)组成。在L1中沿着x轴方向执行降序操作，排序后，这5个位置的数学关系为P(1,1)≥P(1,2)≥P(1,3)≥P(1,4)≥P(1,5)，其他4组也执行相同的操作。每个组都有相对于其他组的独立处理，并行完成降序排序。本专利技术中，步骤B中对5×5滑动窗口内的像素灰度值沿y轴方向排序，如图2所示。25个候选数值沿y方向被分成5组。每组执行同步骤A相同的操作。本专利技术中，步骤C中对滑动窗口内的像素灰度值沿y＝-x方向排序，在前两个步骤之后，只有13个候选数值(如灰色阴影圈)有机会竞争最终的中值，如图3所示。这13个候选数值按照y＝-x方向分成3组，其中第i组、j组和k组分别包含4、5和4个候选数值。每组以相同的方式沿y＝-x方向进行并行降序排序。本专利技术中，步骤D中最终的中值结果是3个候选数值A、B、C的平均值，如图4所示。综上所述，本专利技术提供的改进的快速中值滤波算法，能够有效去除图像中的噪声信息，并减少程序的运行时间。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的快速中值滤波算法,其特征在于：包括以下步骤：A、如图1所示，将5×5滑动窗口内的像素灰度值沿x轴方向排序；B、如图2所示，将经过步骤A之后的像素灰度值再沿y轴方向排序；C、如图3所示，将经过步骤B之后的像素灰度值沿y＝‑x方向排序；D、如图4所示，最终的中值结果是3个候选数值A、B、C的平均值。

【技术特征摘要】
1.一种改进的快速中值滤波算法,其特征在于：包括以下步骤：A、如图1所示，将5×5滑动窗口内的像素灰度值沿x轴方向排序；B、如图2所示，将经过步骤A之后的像素灰度值再沿y轴方向排序；C、如图3所示，将经过步骤B之后的像素灰度值沿y＝-x方向排序；D、如图4所示，最终的中值结果是3个候选数值A、B、C的平均值。2.根据权利要求1所述的一种改进的快速中值滤波算法，其特征在于：所述步骤A中对5×5滑动窗口内的像素灰度值沿x轴方向排序，如图1所示。25个候选数值均位于网格为5×5的二维xy平面上，分别标记为P(1,1)-P(5,5)。沿x轴方向，这25个数值被分成5组，如L1-L5。L1由P(1,1)-P(1,5)组成，而L5由P(5,1)-P(5,5)组成。在L1中沿着x轴方向执行降序操作，排序后，这5个位置的数学关系为P(1,1)≥P(1,2)≥P(1,3)≥P(1,4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东洁，徐立航，宋贺，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23