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处理图像时,我们用的图片往往都会有很多噪声。在黑暗中或是设备感光器受到影响,拍出来的图像就会有很多噪声,俗称“噪点”,Salt & Pepper
就是其中一种。为什么会叫盐和胡椒粉?因为这些噪声不是白的就是黑的,看起来很像是在图片上撒了盐和胡椒粉,而更专业点的会叫它脉冲噪声,这是在图像信号中突然且尖锐的(sudden and sharp)扰动导致图片变得粗糙。
手动制造Salt Pepper噪声:
function salt_pepper() img=double(imread('fruit_market.jpg')) ./ 255; rows=size(img,1); cols=size(img,2); r=reshape(img(:,:,1),1,[]); g=reshape(img(:,:,2),1,[]); b=reshape(img(:,:,3),1,[]); snp=rand(1, rows * cols) <= .1; for z=1:length(snp) if snp(z) rn=round(rand()); r(z)=rn; g(z)=rn; b(z)=rn; end end img_out=reshape(r, rows, cols); img_out(:,:,2)=reshape(g, rows, cols); img_out(:,:,3)=reshape(b, rows, cols); figure; subplot(1,2,1); imshow(img); subplot(1,2,2); imshow(img_out); end
运行效果:
放大看就是黑色和白色的点:
上面提到Salt Pepper噪声是脉冲噪声,突然且尖锐的干扰信号造成原始图像信号抖动,那我再来对比下图片的强度(intensity),上代码:
>> x=[0 size(img, 2)]; >> y=[size(img,1)/2 size(img,2)/2]; >> c=improfile(img,x,y); >> figure; >> subplot(1,2,1); >> imshow(img); >> hold on; >> plot(x,y,'r'); >> subplot(1,2,2); >> plot(c(:,1,1), 'g');
效果:
上半部分红线所在的像素,下半部分是像素green
通道的强度图,因为彩色图片有r,g,b三通道。再来看看加过噪音后的图:
代码差不多,就不贴了。可以明显看到加了噪音后线图非常不稳定,为了加强效果,我把两个折线图放在一起:
可见,像素中细微的差别到图片的强度图中都会被放大。
处理图片噪声的方法有很多,这里要介绍的是Median Filter
,主要原理是将滑动窗口中的像素点排序后取中位数作为新的像素点,如下图:
实际测试中,我们使用3x3窗口,实际效果:
上代码:
% median filter new_h=H-2; new_w=W-2; filter_img=zeros(new_h, new_w); for p=1:C for j=2:new_h-1 for i=2:new_w-1 t=median(reshape(img_out(j-1:j+1,i-1:i+1,p), 1,9)); filter_img(j,i,p)=t; end end end subplot(1,2,2); imshow(filter_img);
上图使用了10%的噪点率,提高到25%看看:
可以看到median filter起到了很大的效果,但同时我们可以看到,广告牌上原本的字体更模糊了。原因呢,是因为取了中位数后,像素中的最大值,最小值受到影响,换句话说就是图像本身也带有高频和低频信号,一番操作过后,这些信号得到削弱,自然就变得模糊(Blurry)了,再看看广告牌的边,变“毛”了,这也是Median filter
带来的另一个副作用,产生更多冗余像素。
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