关于中值滤波算法，以及C语言实现

2017年04月06日 11:45:58

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1、什么是中值滤波？

中值滤波是对一个滑动窗口内的诸像素灰度值排序，用其中值代替窗口中心象素的原来灰度值，它是一种非线性的图像平滑法，它对脉冲干扰级椒盐噪声的抑制效果好，在抑制随机噪声的同时能有效保护边缘少受模糊。

中值滤波可以过滤尖峰脉冲。目的在于我们对于滤波后的数据更感兴趣。滤波后的数据保留的原图像的变化趋势，同时去除了尖峰脉冲对分析造成的影响。

1. 以一维信号的中值滤波举例。对灰度序列80、120、90、200、100、110、70，如果按大小顺序排列，其结果为70、80、90、10O、110、120、200，其中间位置上的灰度值为10O，则该灰度序列的中值即为100。一维信号中值滤波实际上就是用中值代替规定位置（一般指原始信号序列中心位置）的信号值。对前面所举的序列而言，中值滤波的结果是用中值100替代序列80、120、90、200、100、110、70中的信号序列中心位置值200，得到的滤波序列就是80、120、90、100、100、110、70。如果在此序列中200是一个噪声信号，则用此方法即可去除这个噪声点。

2.  

3. 二维中值滤波算法是：对于一幅图像的象素矩阵，取以目标象素为中心的一个子矩阵窗口，这个窗口可以是3*3 ，5*5 等根据需要选取，对窗口内的象素灰度排序，取中间一个值作为目标象素的新灰度值。窗口示例如ooooxoooo上面x为目标象素，和周围o组成3*3矩阵Array，然后对这9个元素的灰度进行排序，以排序后的中间元素Array[4]为x的新灰度值，如此就完成对象素x的中值滤波，再迭代对其他需要的象素进行滤波即可。

图像处理中，中值滤波的实现方法

1：通过从图像中的某个采样窗口取出奇数个数据进行排序

2：用排序后的中值取代要处理的数据即可

中值滤波的算法实现过程，重点是排序，最常用的冒泡排序~~

把滤波区间的数据从小到大进行排序，然后取中值，（如果是奇数个数据，那么中值就只有一个了，如果偶数个数据，中值有两个，可以对两个数据再求平均）

下面是一个C语言实现中值滤波的函数：

1. unsigned char GetMedianNum(int * bArray, int iFilterLen)

2. {

3. int i,j;// 循环变量

4. unsigned char bTemp;

5.  

6. // 用冒泡法对数组进行排序

7. for (j = 0; j < iFilterLen - 1; j ++)

8. {

9. for (i = 0; i < iFilterLen - j - 1; i ++)

10. {

11. if (bArray[i] > bArray[i + 1])

12. {

13. // 互换

14. bTemp = bArray[i];

15. bArray[i] = bArray[i + 1];

16. bArray[i + 1] = bTemp;

17. }

18. }

19. }

20.  

21. // 计算中值

22. if ((iFilterLen & 1) > 0)

23. {

24. // 数组有奇数个元素，返回中间一个元素

25. bTemp = bArray[(iFilterLen + 1) / 2];

26. }

27. else

28. {

29. // 数组有偶数个元素，返回中间两个元素平均值

30. bTemp = (bArray[iFilterLen / 2] + bArray[iFilterLen / 2 + 1]) / 2;

31. }

32.  

33. return bTemp;

34. }

注：bArray 是一个整形指针，我们传入的一般是一个数组，用来存储待排序的数据 
iFilterLen 是滤波器的长度 
用在图像处理中时，由于像素的取值范围是0~255，刚好是unsigned char 的范围，所以函数的返回值是unsigned char，如果我们要处理的数是float型，或其他类型，返回值也可以更改~~返回值是bTemp，也即是我们想得到的中值

下面是一个完整的C语言程序

1. /*************************************************************************

2. * 函数名称：

3. * MedianFilter()

4. * 参数:

5. * int iFilterH - 滤波器的高度

6. * int iFilterW - 滤波器的宽度

7. * int iFilterMX - 滤波器的中心元素X坐标

8. * int iFilterMY - 滤波器的中心元素Y坐标

9. * 说明:

10. * 该函数对DIB图像进行中值滤波。

11. ************************************************************************/

12. #define iFilterW 1

13. #define iFilterH 1

14. #define iFilterMX 1

15. #define iFilterMY 1

16. #define WIDTHBYTES(bits) (((bits) + 31) / 32 * 4)

17.  
18.  

19. unsigned char GetMedianNum(int * bArray, int iFilterLen);

20. void MedianFilter(unsigned char *pImg1,unsigned char *pImg,int nWidth,int nHeight)

21. {

22. unsigned char *lpSrc; // 指向源图像的指针

23. unsigned char *lpDst; // 指向要复制区域的指针

24. int aValue[iFilterH*iFilterW]; // 指向滤波器数组的指针

25. int i,j,k,l; // 循环变量

26. int lLineBytes; // 图像每行的字节数

27. lLineBytes = WIDTHBYTES(nWidth * 8);

28. for ( i=0;i<nWidth;i++,pImg++ )

29. (*pImg)=0;

30. // 开始中值滤波

31. // 行(除去边缘几行)

32. for(i = iFilterMY; i < nHeight - iFilterH + iFilterMY + 1; i++)

33. {

34. // 列(除去边缘几列)

35. for(j = iFilterMX; j < nWidth - iFilterW + iFilterMX + 1; j++)

36. {

37. // 指向新DIB第i行，第j个象素的指针

38. lpDst = pImg + lLineBytes * (nHeight - 1 - i) + j;

39.  

40. // 读取滤波器数组

41. for (k = 0; k < iFilterH; k++)

42. {

43. for (l = 0; l < iFilterW; l++)

44. {

45. // 指向DIB第i - iFilterMY + k行，第j - iFilterMX + l个象素的指针

46. lpSrc = pImg1 + lLineBytes * (nHeight - 1 - i + iFilterMY - k) + j - iFilterMX + l;

47.  

48. // 保存象素值

49. aValue[k * iFilterW + l] = *lpSrc;

50. }

51. }

52.  

53. // 获取中值

54. * lpDst = GetMedianNum(aValue, iFilterH * iFilterW);

55. }

56. }

57.  

58. }

59.  

60. unsigned char GetMedianNum(int * bArray, int iFilterLen)

61. {

62. int i,j; // 循环变量

63. unsigned char bTemp;

64.  

65. // 用冒泡法对数组进行排序

66. for (j = 0; j < iFilterLen - 1; j ++)

67. {

68. for (i = 0; i < iFilterLen - j - 1; i ++)

69. {

70. if (bArray[i] > bArray[i + 1])

71. {

72. // 互换

73. bTemp = bArray[i];

74. bArray[i] = bArray[i + 1];

75. bArray[i + 1] = bTemp;

76. }

77. }

78. }

79.  

80. // 计算中值

81. if ((iFilterLen & 1) > 0)

82. {

83. // 数组有奇数个元素，返回中间一个元素

84. bTemp = bArray[(iFilterLen + 1) / 2];

85. }

86. else

87. {

88. // 数组有偶数个元素，返回中间两个元素平均值

89. bTemp = (bArray[iFilterLen / 2] + bArray[iFilterLen / 2 + 1]) / 2;

90. }

91.  

92. return bTemp;

93. }

文章标签： C 语言