基于MATLAB的图像去噪算法研究与仿真.docx

1、基于MATLAB的图像去噪算法研究与仿真摘 要图像在获取和传输进程中会受到各类噪声的干扰，从而使得图像退化，造成图像质量下降。图像退化会引发图像模糊和特点淹没，从而无益于图像分析。为了去除噪声并改善图像质量，需要对图像进行去噪处置，从而有必要研究图像去噪算法。图像去噪算法有很多种，能够别离在空间域和频率域中进行。论文综述了平均值滤波、中值滤波、空间域低通滤波、多幅图像求平均法和频域低通滤波去噪算法。第一介绍了噪声的概念、产生的缘故、分类及其特点。接着介绍了平均值滤波和中值滤波算法的大体原理及其适用范围，最后介绍了空间域低通滤波、频率域低通滤波和多幅图像求平均算法的大体原理。论文遵循理论联系实践

2、，理论实践并重的研究思路。不仅对各类去噪算法的理论基础和滤波原理作了详细的论述，而且利用MATLAB程序进行仿真并分析了去噪成效。论文最后设计了图形用户界面来评判各类算法的去噪成效。 MATLAB仿真结果说明：各类去噪算法各有其优缺点。因此，在对一幅图像去噪之前，第一要分析噪声类型及其产生缘故，然后再选择适当的去噪算法，如此才能取得比较令人中意的去噪成效。关键词：图像噪声；图像去噪算法；MATLAB；图形用户界面AbstractThe image can be affected by noise during the process of acquisition and transmissio

3、n. The image noise leads to image degeneration and drop in quality. Image degeneration can cause image blur as well as characteristic masking so that unfit for image analysis. In order to remove noise and improve image quality, noise reduction is needed. Therefore, it is necessary to study image noi

4、se reduction algorithms. There are many kinds of image noise reduction algorithms and they can be implemented in spatial domain and frequency domain respectively. This paper summarizes such algorithm as mean filter, median filter, low pass filter in spatial domain, mean of multi-image adding and low

5、 pass filter in frequency domain. Firstly, conception, causing, classification and characteristic of noise are introduced. Secondly, the basic principle and application range of mean filter and median filter algorithm is introduced. Finally, the basic principle of low pass filter in spatial domain,

6、low pass filter in frequency domain and mean of multi-image adding algorithm is introduced. This paper pays both attention to theory and practice. It not only summarizes the theory and filter principle of different image noise reduction algorithms in detail, but also simulates them using MATLAB proc

7、edure and analyzes their noise reduction results. The graphic user interface is designed to evaluate the result of noise reduction to different image noise reduction algorithms The MATLAB simulation results demonstrate that different noise reduction algorithms are of different advantages and disadva

8、ntages. Therefore, type and causing of noise should be analyzed first and then appropriate noise reduction algorithm is selected before image noise reduction so as to acquire satisfactory results. Key words: image noise； image noise reduction algorithm；MTALAB； graphic user interface毕业论文（设计）原创性声明本人所呈

9、交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究功效。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包括其他个人已经发表或撰写过的研究功效。对本论文（设计）的研究做出重要奉献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权利用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、利用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非获利目的的少量复制并许诺论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校能够发布论文（设计）的全数或部份内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

10、作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部份：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数很多于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数很多于万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写笔迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代

11、写2）工程设计类题目的图纸，要求部份用尺规绘制，部份用运算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准标准。图表整洁，布局合理，文字注释必需利用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：依照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）顺序装订3）其它1 绪 论据研究，在人类所同意到的全数信息中，约有75%80%是通过视觉系统取得的，和语言或文字信息相较，图像包括的信息量更大、更直观、更确切，因此具有更高的利用效率和更普遍的适应性。当图像以数字形式进行处置

12、和传输时，由于具有质量好、本钱低和易于实现等优势，这种存储和传输格式已经成为该领域当前和以后的要紧进展趋势。 图像与数字图像处置客观世界在空间上是三维(3-D)的，但一样从客观景物取得的图像是二维(2-D)的。一幅图像能够概念为一个二维函数，那个地址 x和y 表示2-D空间中一个坐标点的位置，而幅值f那么代表图像在座标(x,y)上的某种性质的数值。例如经常使用的图像一样是灰度图，这时f表示灰度值，它常对应客观景物被观看到的亮度。 日常所见图像多是连续的，即的值能够为任意实数。为了能用运算机对图像进行加工,需要把持续图像在座标空间xy和幅值f都离散化。这种离散化了的图像确实是数字图像,数字图像是

13、由有限的元素组成的，每一个元素都有一个特定的位置和幅值，这些元素称为图像像素。数字图像经常使用矩阵来描述。一幅MN个像素的数字图像，其像素灰度值能够用M行、N列的矩阵G表示：在存储图像时，一幅M行、N列的数字图像(MN个像素)，能够用一个MN的二维数组T来表示。图像的各个像素灰度值可按必然的顺序寄存在数组T中。适应上把数字图像左上角的像素概念为第(1，1)个像素，右下角的像素概念为第(M,N)个像素。数字图像处置，确实是把数字图像通过一些特定数理模式的加工处置，以达到有利于人眼视觉或某种接收系统所需要的图像的进程。如对被噪声污染的图像除去噪声，对信息微弱的图像进行增强，对失真的图像进行几何校正

14、等。随着运算机软硬件技术的突飞猛进，和数字处置技术的不断进展，数字图像处置在科学研究、工业生产、国防和现代治理决策等各行各业都取得愈来愈多的应用。 图像的文本格式数字图像有多种存储格式，每一种格式由不同的软件所支持。因此要进行图像处置，必需了解图像文件的格式，即图像文件的数据结构。下面介绍几种常见的图像文件格式。(1)BMP图像格式BMP(Bit Picture)文件格式是Windows系统互换图像、图像数据的一种标准格式，它由四部份组成：文图文件头，位图信息头，调色板和位图数据。(2)TIF图像文件格式标记图像文件格式TIF(Tag Image File Format),是现存图像文件格式中

15、最复杂的一种，它提供存储各类信息的完备手腕，能够存储专门的信息而不违背格式宗旨，是目前流行的图像文件交流标准之一。(3)GIF图像文件格式CompuServe开发了图形互换文件格式GIF(Graphics Interchange Format)，目的是在不同的系统平台上交流和传输图像，它是在Web上 经常使用的一种文件格式。GIF图像文件采取LZW紧缩算法，存储效率高，支持多幅图像定序或覆盖、交织多屏幕画图和文本覆盖。GIF主若是为数据流而设计的一种传输格式，不作为文件的存储格式。(4)PCX文件PCX文件格式是最先的图像文件格式之一，是由Zsoft公司设计。PCX支持256种颜色，具有结构简

16、单，存取速度快，紧缩比适中的特点，适合一样软件利用。PCX图像文件由三部份组成：文件头、图像数据和256色调色板。(5)JPEGJPEG(Joint Photographers Experts Group,联合图像专家组)格式，是由ISO和CCITT为静态图像所成立的第一个国际数学图像紧缩标准，主若是为了解决专业摄像师所碰到的图像信息过于庞大的问题。由于JPEG的高紧缩比和良好的图像质量，使得它普遍应用于多媒体和网络程序中。JPEG一样基于DCT变换的顺序型模式紧缩比图像 研究图像去噪处置的意义由于图像在形成、传输、接收和处置的进程中 ,会受到外界环境、系统性能和人为因素等诸多方面阻碍 ,不可幸免地存在噪声干扰 ,它使图像变质 ,阻碍图像的质量。若是不