Я ровой Н. И., аспирант
Н аучны й руководитель Г адзиковский В. И ., доц., канд. техн. наук
АДАПТИВНАЯ М ЕДИ АН НА Я Ф И ЛЬТРА ЦИ Я
В данной работе рассм атриваю тся операции, осущ ествляем ы е в п ростран ­
ственной области над отсчетам и циф рового изображ ения (п и ксел ям и ) с целью
повы ш ения качества этого изображ ения. А и м енно класс операций, о тн о сящ и й ­
ся к методу нелинейной м едианной ф ильтрации.
Э тот м етод наиболее эф ф ективен, если ш ум н а и зображ ении и м еет и м ­
пульсны й характер и представляет собой ограниченны й набор пиковы х зн аче­
ний на ф оне нулей. М едианны й ф ильтр реализуется как п роцедура локальной
обработки скользящ им окном различной ф орм ы (м аской), которое вклю чает
нечетное число отсчетов изображ ения, и заклю чается в том , ч то для каж дого
полож ения окна попавш ие в него отсчеты уп орядочи ваю тся по возрастани ю
(убы ванию ) значений. С редний отсчет в этом списке н азы вается м ед иан ой р ас­
см атриваем ой группы из N отсчетов. Э та м едиана зам ен яет центральн ы й отсчет
в окне для обработанного сигнала. В результате п рим енен ия м ед иан н ого
ф ильтра наклонны е участки и резкие перепады значений яркости на и зо бр аж е­
ниях не изменяю тся. Это очень полезное свойство им енно для и зображ ени й , на
которы х, как известно, контуры несут основную инф орм ацию . В то же время
им пульсны е помехи, протяж енность которы х составляет менее полови ны окна,
будут подавлены .
М едианная ф ильтрация им еет и свои недостатки. В частн ости , эксп ери ­
ментально установлено, что у дан н ого м етода относительно слабая эф ф ек ти в­
ность при ф ильтрации так н азы ваем ого ф луктуационного ш ума. К ром е того,
при увеличении разм ера маски п роисходит р азм ы ти е контуров и зображ ени я и,
как следствие, сниж ение четкости изображ ения.
У казанны е недостатки м етода м ож но ум ен ьш и ть до м иним ум а, если в о с­
пользоваться м едианной ф ильтрацией с ди н ам и ческим разм ером м аски (ад ап ­
тивной м едианной ф ильтрацией).
П ринцип вы числения ц ентрального отсчета при локальной обработке
изображ ения скользящ им окном остается все то т же. Э та м едиан а из набора
упорядоченны х отсчетов, попавш их в окно (м аску), а разм ер ско л ьзящ его окна
(м аски) динам ический и зависит от яркости соседн и х пикселей.
В ведем пороговы й В ведем пороговы й коэф ф ициент отклонения яркости
S трог е [0, 1]. В еличины отклонения яркости со седн и х пикселей А ( г ,п ,т ) , п о­
павш их в окно размером п т , отн осительн о яркости ц ентрального отсчета
А ( г ) запиш утся в виде
А (г ,п ,т )- А ( г )
Т огда критерий, согласно которому необходимо увеличивать разм ер мас­
ки с центральны м отсчетом г, будет иметь вид
т а х [ 5 пт( г ) ] < 5 „ ОЛ„ .
(1.2)
С ледует отм етить, что маску необходим о увеличивать до тех пор, пока выра­
ж ение (1.2) истинно.
Н а осн ове описанного алгоритм а бы ла разработана ком пью терная про­
грамма, подтверди вш ая на практике преим ущ ества адаптивной медианной
ф ильтрации.
В заклю чение, необходимо отметить, что при использовании адаптивной
м едиан н ой ф ильтрации, как и для м едианной ф ильтрации с фиксированны м
разм ером окн а (м аски), м ож но прим енять каскадную обработку одним и тем же
ф ильтром , добиваясь при этом «стабилизации» изображения.