opencv 处理黑夜_基于 opencv图像去噪

1、 实验步骤:先为灰度图像添加高斯噪声、胡椒噪声、盐噪声和椒盐噪声,再分别利用算术均值滤波器、几何均值滤波器、谐波和逆谐波均值滤波器进行图像去噪。模板大小为5*5。

核心代码如下:

添加各类噪声:

IplImage* AddGuassianNoise(IplImage* src)    //添加高斯噪声

{

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

IplImage* noise = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

CvRNG rng = cvRNG(-1);

cvRandArr(&rng,noise,CV_RAND_NORMAL,cvScalarAll(0),cvScalarAll(15));

cvAdd(src,noise,dst);

return dst;

}

IplImage* AddPepperNoise(IplImage* src)      //添加胡椒噪声,随机黑色点

{

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

cvCopy(src, dst);

for(int k=0; k<8000; k++)

{

int i = rand()%src->height;

int j = rand()%src->width;

CvScalar s = cvGet2D(src, i, j);

if(src->nChannels == 1)

{

s.val[0] = 0;

}

else if(src->nChannels==3)

{

s.val[0]=0;

s.val[1]=0;

s.val[2]=0;

}

cvSet2D(dst, i, j, s);

}

return dst;

}

IplImage* AddSaltNoise(IplImage* src)       //添加盐噪声,随机白色点

{

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

cvCopy(src, dst);

for(int k=0; k<8000; k++)

{

int i = rand()%src->height;

int j = rand()%src->width;

CvScalar s = cvGet2D(src, i, j);

if(src->nChannels == 1)

{

s.val[0] = 255;

}

else if(src->nChannels==3)

{

s.val[0]=255;

s.val[1]=255;

s.val[2]=255;

}

cvSet2D(dst, i, j, s);

}

return dst;

}

IplImage* AddPepperSaltNoise(IplImage* src)    //添加椒盐噪声,随机黑白点

{

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

cvCopy(src, dst);

for(int k=0; k<8000; k++)

{

int i = rand()%src->height;

int j = rand()%src->width;

int m = rand()%2;

CvScalar s = cvGet2D(src, i, j);

if(src->nChannels == 1)

{

if(m==0)

{

s.val[0] = 255;

}

else

{

s.val[0] = 0;

}

}

else if(src->nChannels==3)

{

if(m==0)

{

s.val[0]=255;

s.val[1]=255;

s.val[2]=255;

}

else

{

s.val[0]=0;

s.val[1]=0;

s.val[2]=0;

}

}

cvSet2D(dst, i, j, s);

}

return dst;

}

各类滤波器实现:

//算术均值滤波器——模板大小5*5

IplImage* ArithmeticMeanFilter(IplImage* src)

{

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

cvSmooth(src,dst,CV_BLUR,5);

return dst;

}

//几何均值滤波器——模板大小5*5

IplImage* GeometryMeanFilter(IplImage* src)

{

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

int row, col;

int h=src->height;

int w=src->width;

double mul[3];

double dc[3];

int mn;

//计算每个像素的去噪后color值

for(int i=0;iheight;i++){

for(int j=0;jwidth;j++){

mul[0]=1.0;

mn=0;

//统计邻域内的几何平均值,邻域大小5*5

for(int m=-2;m<=2;m++){

row = i+m;

for(int n=-2;n<=2;n++){

col = j+n;

if(row>=0&&row=0 && col

CvScalar s = cvGet2D(src, row, col);

mul[0] = mul[0]*(s.val[0]==0?1:s.val[0]);   //邻域内的非零像素点相乘

mn++;

}

}

}

//计算1/mn次方

CvScalar d;

dc[0] = pow(mul[0], 1.0/mn);

d.val[0]=dc[0];

//统计成功赋给去噪后图像。

cvSet2D(dst, i, j, d);

}

}

return dst;

}

//谐波均值滤波器——模板大小5*5

IplImage* HarmonicMeanFilter(IplImage* src)

{

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

int row, col;

int h=src->height;

int w=src->width;

double sum[3];

double dc[3];

int mn;

//计算每个像素的去噪后color值

for(int i=0;iheight;i++){

for(int j=0;jwidth;j++){

sum[0]=0.0;

mn=0;

//统计邻域,5*5模板

for(int m=-2;m<=2;m++){

row = i+m;

for(int n=-2;n<=2;n++){

col = j+n;

if(row>=0&&row=0 && col

CvScalar s = cvGet2D(src, row, col);

sum[0] = sum[0]+(s.val[0]==0?255:255/s.val[0]);

mn++;

}

}

}

CvScalar d;

dc[0] = mn*255/sum[0];

d.val[0]=dc[0];

//统计成功赋给去噪后图像。

cvSet2D(dst, i, j, d);

}

}

return dst;

}

//逆谐波均值大小滤波器——模板大小5*5

IplImage* InverseHarmonicMeanFilter(IplImage* src)

{

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

//cvSmooth(src,dst,CV_BLUR,5);

int row, col;

int h=src->height;

int w=src->width;

double sum[3];

double sum1[3];

double dc[3];

double Q=2;

//计算每个像素的去噪后color值

for(int i=0;iheight;i++){

for(int j=0;jwidth;j++){

sum[0]=0.0;

sum1[0]=0.0;

//统计邻域

for(int m=-2;m<=2;m++){

row = i+m;

for(int n=-2;n<=2;n++){

col = j+n;

if(row>=0&&row=0 && col

CvScalar s = cvGet2D(src, row, col);

sum[0] = sum[0]+pow(s.val[0]/255, Q+1);

sum1[0] = sum1[0]+pow(s.val[0]/255, Q);

}

}

}

//计算1/mn次方

CvScalar d;

dc[0] = (sum1[0]==0?0:(sum[0]/sum1[0]))*255;

d.val[0]=dc[0];

//统计成功赋给去噪后图像。

cvSet2D(dst, i, j, d);

}

}

return dst;

}

实验结果如图所示:(从左至右,从上至下分别为原图像、加噪图像、算术均值处理图像、几何均值处理图像、谐波均值处理图像、逆谐波均值处理图像)

(1)高斯噪声:

(2)胡椒噪声:

(3)盐噪声

(4)椒盐噪声

2、 实验步骤:先为灰度图像添加胡椒噪声、盐噪声和椒盐噪声,再分别利用5*5和9*9尺寸的模板对图像进行中值滤波。

核心代码如下:

IplImage* MedianFilter_5_5(IplImage* src){

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

cvSmooth(src,dst,CV_MEDIAN,5);

return dst;

}

IplImage* MedianFilter_9_9(IplImage* src){

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

cvSmooth(src,dst,CV_MEDIAN,9);

return dst;

}

实验结果如下图(灰度图像和加噪图像第一问中已给出,下面只列出分别利用5*5和9*9尺寸的模板对图像进行中值滤波后的图像):

灰度图像加胡椒噪声,分别利用5*5和9*9尺寸的模板对图像进行中值滤波。

灰度图像加盐噪声,分别利用5*5和9*9尺寸的模板对图像进行中值滤波。

灰度图像加椒盐噪声,分别利用5*5和9*9尺寸的模板对图像进行中值滤波。

3、 实验步骤:自适应均值滤波(以高斯噪声为例),先为灰度图像添加高斯噪声,再利用7*7尺寸的模板对图像进行自适应均值滤波。

核心代码如下:

IplImage* SelfAdaptMeanFilter(IplImage* src){

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

cvSmooth(src,dst,CV_BLUR,7);

int row, col;

int h=src->height;

int w=src->width;

int mn;

double Zxy;

double Zmed;

double Sxy;

double Sl;

double Sn=100;

for(int i=0;iheight;i++){

for(int j=0;jwidth;j++){

CvScalar xy = cvGet2D(src, i, j);

Zxy = xy.val[0];

CvScalar dxy = cvGet2D(dst, i, j);

Zmed = dxy.val[0];

Sl=0;

mn=0;

for(int m=-3;m<=3;m++){

row = i+m;

for(int n=-3;n<=3;n++){

col = j+n;

if(row>=0&&row=0 && col

CvScalar s = cvGet2D(src, row, col);

Sxy = s.val[0];

Sl = Sl+pow(Sxy-Zmed, 2);

mn++;

}

}

}

Sl=Sl/mn;

CvScalar d;

d.val[0]=Zxy-Sn/Sl*(Zxy-Zmed);

cvSet2D(dst, i, j, d);

}

}

return dst;

}

实验结果如图:

4、 实验步骤:自适应中值滤波(以椒盐噪声为例),先为灰度图像添加椒盐噪声,再利用7*7尺寸的模板对图像进行自适应中值滤波。

核心代码如下:

IplImage* SelfAdaptMedianFilter(IplImage* src){

IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src),src->depth,src->nChannels);

int row, col;

int h=src->height;

int w=src->width;

double Zmin,Zmax,Zmed,Zxy,Smax=7;

int wsize;

//计算每个像素的去噪后color值

for(int i=0;iheight;i++){

for(int j=0;jwidth;j++){

//统计邻域

wsize=1;

while(wsize<=3){

Zmin=255.0;

Zmax=0.0;

Zmed=0.0;

CvScalar xy = cvGet2D(src, i, j);

Zxy=xy.val[0];

int mn=0;

for(int m=-wsize;m<=wsize;m++){

row = i+m;

for(int n=-wsize;n<=wsize;n++){

col = j+n;

if(row>=0&&row=0 && col

CvScalar s = cvGet2D(src, row, col);

if(s.val[0]>Zmax){

Zmax=s.val[0];

}

if(s.val[0]

Zmin=s.val[0];

}

Zmed=Zmed+s.val[0];

mn++;

}

}

}

Zmed = Zmed/mn;

CvScalar d;

if((Zmed-Zmin)>0 && (Zmed-Zmax)<0){

if((Zxy-Zmin)>0 && (Zxy-Zmax)<0){

d.val[0]=Zxy;

}else{

d.val[0]=Zmed;

}

cvSet2D(dst, i, j, d);

break;

} else {

wsize++;

if(wsize>3){

CvScalar d;

d.val[0]=Zmed;

cvSet2D(dst, i, j, d);

break;

}

}

}

}

}

return dst;

}

实验结果如图:

5、 实验步骤:利用 OpenCV对彩色图像RGB三个通道的像素进行操作,利用算术均值滤波器和几何均值滤波器进行彩色图像去噪。模板大小为5*5。

实验代码参照问题一,选择彩色图片、算术均值滤波器和几何均值滤波器进行彩色图像去噪。

实验结果如下图(以椒盐噪声为例):

利用算术均值滤波器:

利用几何均值滤波器:

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