基于中值滤波和直方图均衡化的图像增强方法研究

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1、基于中值滤波和直方图均衡化的图像增强方法研究延安大学西安创新学院摘要：图像增强是数字图像处理技术屮最棊本的N容之一，也是图像预处理方法之一。文章围绕图像增强方法，研宂发现先使用直方图均衡化将带有噪声的图像进行处理，然后再将图像进行中值滤波，其效果得到明显改善。关键词：图像増强;屮值滤波;直方图均衡化;作者简介：苗水清（1988一），女，陕西西安人，助教，硕士;研究方向：数字图像处理。基金：2016年陕西教育厅科学研究项目；项目名称:基于智能终端的泛在学习系统的研宄;项0编号：16JK2253Studyon

2、imageenhancementmethodbasedonmedianfilterandhistogramequalizationMiaoShuiqingZhangJingHuangChangjunXi’anInnovationCollegeofYan’anUniversity;Abstract：Theimageenhancementisoneofthemostbasiccontentsofdigitalimageprocessingtechnologyandoneofimagepreprocessing

3、methods.Thispaperfocusesontheimageenhancementmethod，thestudyfoundthattheimagewithnoiseisprocessedbyhistogramequalization,andthentheimagemedianfiltered，andtheeffectisimprovedsignificantly.Keyword：imageenhancement;medianfilter;histogramequalization;在科学研究、军事

4、技术，医学、气象天文学等领域屮，人们越来越多地利用图像信息来认识和判断事物，解决实际问题U1。但是阁像在获取过程中由于噪声、光照等原因，图像的质量会下降，对后面的图像处理过程会产生很重要的影响。所以图像增强处理就是突出“有用”的信息m，去除或抑制无用的信息，便于观察、识别或进一步的处理。图像增强能够改善视觉效果，将原冇的图像转换成一种更适合人眼观察和计算机分析处理的形式，以满足图像后期处理的要求。图像增强包含有空间域法和频率域法，其中空间域法包含有直方图修正法，目的是图像成像均匀，或扩大图像动态范围、扩展

5、对比度，以使得图像细节更加清晰，从而便于识别。木文实验一中针对有噪声的图像主要采用直接滤波去噪方法;实验二中采用先给图像用直方图修正中的直方图均衡化将图像进行均衡化，再利用空域屮的屮值滤波的方法来实现图像堉强;对两种方法的处理图像进行比较,得出实验二的方法既增强了阁像的对比度，又增强了阁像的细节［3］。1实验，滤波去噪及结果分析图像中的噪声特性及概率分布，采取适当的方法去除图像中的噪声是一个很重要的图像预处理过程U1。文屮所用的滤波器为屮值滤波器，屮值滤波是一种常用的去除噪声的非线性平滑滤波器，也叫最大值

6、滤波器和最小值滤波器，基本原理是把数字图像或数字序列中某一点的值用该点的一个领域的各点值的中值交换边1。而有着椒盐噪声的图像的噪声点幅值近似相等，随机分布在不同位置上，而II图像中有未被污染的地方，并II中值滤波器适合用于消除孤立的噪声点，所以利用中值滤波器消除带有椒盐噪声的图像效果会更好。带有噪声的原图如图1所示，将Lena图像原图1进行中值滤波，利用5X5中值滤波器模板处理噪声得到结果如图2所示。很明显看出图2中的噪声点被去除掉使得图像画面变得干净，但是画面的整体的亮度还是比较暗，经过滤波后Lena的

7、面部变得有些朦胧，轮廓也变得有些模糊，再加上画面本身有些暗，画面效果一般。2实验二:图像直方图均衡化及结果分析2.1灰度直方图灰度直方图是图像灰度级的函数，它表示图中具有每一种灰度级的像素的个数，反映丫每一灰度级与出现这种灰度概率之间的关系图形。即直方图的表达式为:P(rk)=nk/N(k=0，1，2,…，L-l),其中N为一幅阁像的总像素数;nk为第k级灰度的像素数;为第k个灰度级;L为灰度级数;P(rk)为该灰度级出现的相对频数。通过灰度直方图，可以看出图像的灰度动态分布，灰度值集中的亮暗区域对比，各

8、个灰度级的出现频率等，能够为图像的预处理提供有效的信息，从而达到图像增强的效果。2.2直方图均衡化直方图均衡化就是通过把原始图像不均匀的直方图变换为均匀地分布方式，这样就扩大了灰度值的动态范围，使图像的对比度有所提升，从而达到图像增强的效果。由于实验一中的最终输出图像效果不是很理想，因此在实验二中先将带有噪声的原始图1进行直方图均衡化得到如图4所示结果，再将图4进行屮值滤波。具体算法实现步骤如下。Stepl:将带有噪声的原始图