图像增强与复原第1页，共37页，星期日，2025年，2月5日图像在生成和传输过程中常受到各种噪声的干扰和影响，使图像质量下降。为了抑制噪声改善图像质量，必须对图像进行平滑处理，可以在空域或频域中进行。数字图像的平滑技术分为两大类：一、全局处理，即对噪声图像的整体或大的块进行校正以得到平滑的图像。缺点：计算量大。二、局部算子，仅对某一像素的局部小邻域的一些像素加以运算。优点：计算效率高。第2页，共37页，星期日，2025年，2月5日2.1模板操作模板（Template）又称卷积（Ｃonvolution）,可以理解为矩阵1111●1111192124●21211161112●1111110第3页，共37页，星期日，2025年，2月5日模板操作设图像中某像素的灰度值为f(x,y),它的邻域为3×3，点集总数为9，则平滑后这点的灰度值为f’(x,y)=1/9∑f(i,j)03这种类似点象矩阵的表示方法，称为模板（template）。中间的黑点表示中心元素，即用哪个点作为处理后的元素。1111●111119第4页，共37页，星期日，2025年，2月5日举例原图为：11111222223333344444模板为：1·001操作后图像为：1.51.51.51.5×2.52.52.52.5×3.53.53.53.5×××××××表示边界上无法进行模板操作的点，通常复制原图的灰度1/2第5页，共37页，星期日，2025年，2月5日模板操作实现的实际上就是邻域运算（NeighborhoodOperation）即，某个像素点的结果不仅和本像素灰度有关，而且和其邻域的值有关。一般常用的模板并不大，如3×3，3×5。很多专用的图像处理系统，用硬件来完成模板运算，以提高处理速度。平滑模板的思想是通过一点和周围8个点的平均来去除突然变化的点，从而滤掉一定的噪声，其代价是图像有一定的模糊。常用的模板有BOX模板和高斯模板：第6页，共37页，星期日，2025年，2月5日1111●1111192124●2121116BOX模板高斯模板BOX模板对所有9个点都一视同仁，没有考虑各点位置的影响。高斯模板进行改进，距离越近的点，加权系数越大第7页，共37页，星期日，2025年，2月5日构造卷积函数１、当在图象上逐个像素的移动模板时，图象边界数据无法进行卷积操作方法：在进行卷积运算前，先复制原图象，保留边界数据。需要解决的问题：２、在进行卷积操作时，求出的新值可能远远超出像素值的有效范围，因此需要最卷积结果按比例放缩方法：对卷积操作的结果除以放缩比例（非０）３、当模板中有负数时，卷积结果有可能是负数方法：一、负数取０二、取绝对值第8页，共37页，星期日，2025年，2月5日以３Ｘ３模板为例构造模板类publicclassMatrix3x3:ImageInfo{inttopLeft=0,topMid=0,topRight=0;intmidLeft=0,center=1,midRight=0;intbottomLeft=0,bottomMid=0,bottomRight=0;intscale=1;intkernelOffset=0;／／用于增加或减少