Публікації   Наука   Адаптивна медіанна фільтрація

Розглянемо операції, здійснювані у просторовій області над відрахунками цифрового зображення (пікселями) з метою підвищення якості такого зображення. А саме клас операцій, що стосуються методу нелінійної медіанної фільтрації.

Цей метод найбільш ефективний, якщо шум на зображенні має імпульсний характер і являє собою обмежений набір пікових значень на тлі нулів. Медіанний фільтр реалізується як процедура локальної обробки ковзаючим вікном різної форми (маскою), котре містить непарне число відрахунків зображення, і полягає в тому, що для кожного положення вікна відрахунки, які потрапили в нього, упорядковуються за збільшенням (чи зменшенням) значень. Середній звіт у такому перелікові називається медіаною даної групи з N відрахунків. Ця медіана замінює центральний відрахунок у вікні для обробленого сигналу. В результаті застосування медіанного фільтру похилі ділянки і різкі перепади значень яскравості на зображеннях не змінюються. Це дуже корисна властивість саме для зображень, на яких, як відомо, контури несуть основну інформацію. В той же час імпульсні перешкоди, довжина яких складає менше половини вікна, будуть пригнічені.

Медіанна фільтрація має й деякі недоліки. Зокрема, експериментально встановлено, що у такого методу відносно слабка ефективність при фільтрації так званого флуктуаційного шуму. Крім того, при збільшенні розміру маски відбувається розмиття контурів зображення і, як наслідок, зниження чіткості зображення.

Вказані недоліки методу можна зменшити до мінімуму, якщо скористатися медіанною фильтрацією з динамічним розміром маски (адаптивною медіанною фільтраціею).

Принцип обчислення центрального відліку при локальній обробці зображення ковзаючим вікном залишається незмінним. Ця медіана з набору впорядкованих відрахунків, що потрапили у вікно (маску), а розмір ковзаючого вікна (маски) динамічний і залежить від яскравості сусідніх пікселів.

Введемо пороговий коефіцієнт відхилення яскравості S_threshold = [0, 1]. Величини відхилення яскравості сусідніх пікселів A(r, n, m), які потрапили до вікна, розміром n x m, відносно до яскравості центрально відрахунку A(r) запишуться у вигляді (1)

Тоді критерій, згіднодо якого необхідно збільшувати розмір маски з центральним відліком r, матиме вигляд (2)

На основі описаного алгоритму була розроблена комп'ютерна програма, яка підтвердила на практиці переваги адаптивної медіанної фільтрації.

Поточний проект: Solidarité Charente Ukraine Association Solidarité Charente Ukraine