中值滤波是一种非线性数字滤波器技术,经常用于去除图像或者其它信号中的噪声。这个设计思想就是检查输入信号中的采样并判断它是否代表了信号,使用奇数个采样组成的观察窗实现这项功能。观察窗口中的数值进行排序,位于观察窗中间的中值作为输出。然后,丢弃最早的值,取得新的采样,重复上面的计算过程。在图像处理中,在进行如边缘检测这样的进一步处理之前,通常需要首先进行一定程度的降噪。中值滤波是图像处理中的一个常用步骤,它对于斑点噪声和椒盐噪声来说尤其有用。保存边缘的特性使它在不希望出现边缘模糊的场合也很有用。
中值滤波器是如何计算的?
中值滤波器的主要思想是通过入口来遍历信号入口,用邻居入口的中值替换每个入口。邻居的模式被称为“窗口”,它通过入口滑动,覆盖整个信号。对于一维信号,最明显的窗口只是前后几项,而2D(或更高维)信号(如图像)则可能有更复杂的窗口模式(如“盒子”或“十字”模式)。请注意,如果窗口中有奇数个条目,则中位数很容易定义:在窗口中的所有条目都按数字排序之后,这只是中间值。对于偶数的条目,有不止一个可能的中位数。
中值滤波器算法是如何实现的?
通常,大部分的计算工作和时间花费在计算每个窗口的中值上。由于滤波器必须处理信号中的每个条目,对于像图像这样的大信号,这个中值计算的效率是确定算法运行速度的关键因素。上面描述的天真的实现将窗口中的每个条目进行排序以找到中间值;然而,由于只需要列表中的中间值,所以选择算法可以更有效。此外,某些类型的信号(通常是图像的情况)使用整数表示:在这些情况下,直方图因为从窗口到窗口更新直方图是简单的,并且找到直方图的中值并不特别繁琐,所以中值可以更有效得多。