【数字图像处理】平滑空间滤波器浅析
图|源自网络
文|凡古一往
平滑滤波器
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· 1 什么是滤波
用书本上的话来说，滤波就是接受或拒绝（过滤）一定的频率部分（波）
我个人的理解是：滤波是一个二维函数（映射），它对一个假象的二维平面上的对象进行某种变换，这个变换可以是线性的也可以是非线性的。
（由于目前我还没学过频率域滤波（嘿嘿），所以这里只讨论空间域滤波。）
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· 2 空间滤波机理
滤波最直接的应用就是滤波器，空间滤波器又称掩膜、核、模板和窗口，用一张图来说明比较形象：
如图所示，空间滤波器将目标邻域（一个小矩形）的所有像素值通过模板给出的系数（图中w（0，0）等等权重就可以看成系数）运算后，生成一个新像素（滤波结果）覆盖模板的中间像素的值。
前面说过，可以把这个（滤波器）模板看成一个函数，所以对应不同功能有很多，目前我对几种平滑滤波器和锐化滤波器比较了解，所以这篇先讨论平滑滤波器。
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· 3平滑滤波器
我们常说的打码、虚化、羽化都跟平滑滤波有关，效果就是让图像变得看起来不那么尖锐。
15x15均值滤波器的效果
一般把平滑滤波器分为线性和非线性滤波器。
通俗地来讲：
线性平滑滤波器就是求一个滤波器区域像素的加权均值，有各种不同的尺寸（模板大小），很好理解。
非线性平滑滤波器（统计排序滤波器）就是将滤波器区域像素的值进行各种排序，然后选择最大值、最小值、中值等等，填入中间的像素，这些平滑滤波器所以又叫最大值滤波器，最小值滤波器，中值滤波器，其中中值滤波器是使用最广泛的统计排序滤波器（因为降噪效果好）
两种均值滤波器（这俩都是3x3模板，还可以有5x5、15x15等等）
不同尺寸均值滤波器的模糊效果
中值滤波器的降噪效果（对椒盐噪声）
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· 4 核心代码
C语言，VS2010，24位bitmap
1）3x3均值滤波
for(w=1;w<width-1;w++)for(l=1;l<length-1;l++){int sum1=(int)source[w-1][l-1]+(int)source[w][l-1]+(int)source[w+1][l-1];int sum2=(int)source[w-1][l] +(int)source[w][l] +(int)source[w+1][l];int sum3=(int)source[w-1][l+1]+(int)source[w][l+1]+(int)source[w+1][l+1];int avarage=(sum1+sum2+sum3)/9;result[w][l]=(char)avarage;}
2）3x3中值滤波
unsigned char**result= new unsigned char*[width];for(w=1;w<width-1;w++){for(l=1;l<length-1;l++){int i=0;int j,k,temp;int arr[9];int m,n;for(m=w-1;m<w+2;m++){for(n=l-1;n<l+2;n++){arr[i]=(int)source[m][n];//把9个滤波器像素值传入排序数组i++;}}//排序for(j=0;j<9;j++){for(k=0;k<j;k++){if(arr[j]<arr[k]){temp=arr[j];arr[j]=arr[k];arr[k]=temp;}}}result[w][l]=(char)arr[4];//将3x3模板中位数写入二维数组}}
-END-
作者：凡古一往 95后普通大学生
梦想成为一个真实、多面、有温度的互联网人
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