空间滤波器

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空间滤波器

空间滤波运算是将矩阵滤波应用于表面数据。有六种滤波方式:中位值,平均值,最大值,最小值,Gaussian(高斯)和Laplacian(拉普拉斯)。这些滤波器用于改善图像或搜索某些特定的表面特征.

 

为了演示基本的滤波过程,我们将使用下面的矩阵来表示5x5像素图像,其中以灰色显示的像素作为目标.

 

5

4

7

1

6

5

4

3

6

4

8

7

2

2

5

7

7

9

8

7

4

2

3

1

7

 

 

将一个3x3大小的矩阵使用平均值滤波,其将周围数据点的平均来计算重新计算结果。因此,3x3网格的总和为36(7 + 1 + 6 + 3 + 6 + 4 + 2 + 2 + 5),然后除以9得到最终值4.

 

所有滤波器的主要用途如下:

 

中位值滤波器

按照从最小到最大的顺序排列矩阵区域中的数据点,进而消除表面的噪值。然后将分布的中间值用作过滤值.

 

最大值滤波器

选择矩阵区域内具最大值的数据点,并将作为新数值。此滤波器创建的残留表面通常用于寻找表面上的离群波峰值.

 

最小值滤波器

选择矩阵区域内具最小值的数据点,并将作为新数值。此滤波器创建的残留表面通常用于寻找表面上的离群波谷值.

 

平均值滤波器

针对每个点与最近的点做平均使表面平滑。滤除器矩阵尺寸越大平滑效果越大.

 

Example - Spatial Filter - Original
Example - Spatial Filter - Mean 3x3
Example - Spatial Filter - Mean 9x9

原始图像

平均 3x3

平均 9x9

 

Gaussian 高斯滤波器

与平均值滤波器相同都是将数据平滑的功能,不过,它将平均值应用到高斯矩阵的内部核心,下面为3X3核心矩阵的范例.

 

1

2

1

2

4

2

1

2

1

 

Laplacian拉普拉斯滤波器

检测表面数据中的显著转变。下面显示了3x3矩阵内部核心的一个范例.

 

-1

-1

-1

-1

8

-1

-1

-1

-1

 

 

可用的滤除器尺寸为3x3,5x5,7x7,9x9和13x13。通常,随着滤波器尺寸越大效果越大。平滑图像是从初始图像中减去噪音图像的结果。噪音图像包含了从滤除器去除的表面细节。使用图像下方的按钮选择要输出的图像。预设的选项为平滑图像.

 

一旦选择了滤波器方式,滤波器大小和输出图像将会作用,单击OK可将滤波器应用于扫描图像.