OpenCV 例程200篇99. 修正阿尔法均值滤波器

Posted 2022-02-21 小白YouCans

【OpenCV 例程200篇】99. 修正阿尔法均值滤波器

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3.6 修正阿尔法均值滤波器（Modified alpha-mean filter）

修正阿尔法均值滤波器也属于统计排序滤波器，其思想类似于比赛中去掉最高分和最低分后计算平均分的方法。

令 $Sxy$ 表示中心在点 $(x,y)$ 、大小为 $m\ast n$ 的矩形子窗口（邻域）的一组坐标，修正阿尔法均值滤波器在由 $Sxy$ 定义的邻域中，删除 d 个最低灰度值和 d 个最高灰度值，计算剩余像素 $g_R(r,c)$ 的算术平均值作为输出结果，即：

$$\hat{f}(x,y)=\frac{1}{mn-2d}\sum _{(r,c)\in S_R}{g}_R(r,c)$$
d 的取值范围是 $[0,mn/2-1]$。选择 d 的大小对图像处理的效果影响很大，当 $d=0$ 时简化为算术平均滤波器，当 $d=mn/2-1$ 简化为中值滤波器。d 取其它值时，适合于处理多种混合噪声，如高斯噪声和椒盐噪声。

例程 9.13：修正阿尔法均值滤波器

    # 9.13: 修正阿尔法均值滤波器 (Modified alpha-mean filter)
    img = cv2.imread("../images/Fig0507b.tif", 0)  # flags=0 读取为灰度图像
    img_h = img.shape[0]
    img_w = img.shape[1]

    m, n = 5, 5
    kernalMean = np.ones((m, n), np.float32)  # 生成盒式核

    # 边缘填充
    hPad = int((m-1) / 2)
    wPad = int((n-1) / 2)
    imgPad = np.pad(img.copy(), ((hPad, m-hPad-1), (wPad, n-wPad-1)), mode="edge")

    imgAlphaFilter0 = np.zeros(img.shape)
    imgAlphaFilter1 = np.zeros(img.shape)
    imgAlphaFilter2 = np.zeros(img.shape)
    for i in range(img_h):
        for j in range(img_w):
            # 邻域 m * n
            pad = imgPad[i:i+m, j:j+n]
            padSort = np.sort(pad.flatten())  # 对邻域像素按灰度值排序

            d = 1
            sumAlpha = np.sum(padSort[d:m*n-d-1])  # 删除 d 个最大灰度值, d 个最小灰度值
            imgAlphaFilter0[i, j] = sumAlpha / (m*n-2*d)  # 对剩余像素进行算术平均

            d = 2
            sumAlpha = np.sum(padSort[d:m*n-d-1])
            imgAlphaFilter1[i, j] = sumAlpha / (m*n-2*d)

            d = 4
            sumAlpha = np.sum(padSort[d:m*n-d-1])
            imgAlphaFilter2[i, j] = sumAlpha / (m*n-2*d)

    plt.figure(figsize=(9, 7))
    plt.subplot(221), plt.axis('off'), plt.title("Original")
    plt.imshow(img, cmap='gray', vmin=0, vmax=255)
    plt.subplot(222), plt.axis('off'), plt.title("Modified alpha-mean(d=1)")
    plt.imshow(imgAlphaFilter0, cmap='gray', vmin=0, vmax=255)
    plt.subplot(223), plt.axis('off'), plt.title("Modified alpha-mean(d=2)")
    plt.imshow(imgAlphaFilter1, cmap='gray', vmin=0, vmax=255)
    plt.subplot(224), plt.axis('off'), plt.title("Modified alpha-mean(d=4)")
    plt.imshow(imgAlphaFilter2, cmap='gray', vmin=0, vmax=255)
    plt.tight_layout()
    plt.show()

（本节完）

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