OpenCV还提供了方框滤波方式,与均值滤波的不同在于,方框滤波不会计算像素均 值。在均值滤波中,滤波结果的像素值是任意一个点的邻域平均值,等于各邻域像素值之 和除以邻域面积。而在方框滤波中,可以自由选择是否对均值滤波的结果进行归一化,即 可以自由选择滤波结果是邻域像素值之和的平均值,还是邻域像素值之和。
3.1 原理介绍
以5×5的邻域为例,在进行方框滤波时,如果计算的是邻域像素值的均值,则使用的卷积核为:
如果计算的是邻域像素值之和,则使用的卷积核为:
3.2 函数语法
在OpenCV中,实现方框滤波的函数是cv2.boxFilter(),其语法格式为:
dst=cv2.boxFilter(src,ddepth,ksize,anchor,normalize,borderType)
式中:
● dst是返回值,表示进行方框滤波后得到的处理结果。
● src 是需要处理的图像,即原始图像。它能够有任意数量的通道,并能对各个通道独立处理。图像深度应该是CV_8U、CV_16U、CV_16S、CV_32F 或者 CV_64F中的一种。
● ddepth是处理结果图像的图像深度,一般使用-1表示与原始图像使用相同的图像深度。
● ksize 是滤波核的大小。滤波核大小是指在滤波处理过程中所选择的邻域图像的高 度和宽度。
● anchor 是锚点,其默认值是(-1,-1),表示当前计算均值的点位于核的中心点位 置。该值使用默认值即可,在特殊情况下可以指定不同的点作为锚点。
● normalize 表示在滤波时是否进行归一化(这里指将计算结果规范化为当前像素值范围内的值)处理,该参数是一个逻辑值,可能为真(值为1)或假(值为0):
1.当参数normalize=1时,表示要进行归一化处理,要用邻域像素值的和除以面积。此时方框滤波与均值滤波效果相同。
2.当参数normalize=0时,表示不需要进行归一化处理,直接使用邻域像素值的和。当 normalize=0时,因为不进行归一化处理,因此滤波得到的值很可能超过当前像素值范围的最大值,从而被截断为最大值。这样,就会得到一幅
纯白色
的图像。
● borderType是边界样式,该值决定了以何种方式处理边界。
通常情况下,在使用方框滤波函数时,对于参数anchor、normalize和borderType,直接采用其默认值即可。因此,函数cv2.boxFilter()的常用形式为:
dst=cv2.boxFilter(src,ddepth,ksize)
3.3 程序实例
import cv2 as cv
import numpy as np
def cv_show(name, img):
cv.imshow(name, img)
cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()
# 在图片上生成椒盐噪声
def add_peppersalt_noise(image, n=10000):
result = image.copy()
# 测量图片的长和宽
w, h =image.shape[:2]
# 生成n个椒盐噪声
for i in range(n):
x = np.random.randint(1, w)
y= np.random.randint(1, h)
if np.random.randint(0, 2) == 0 :
result[x, y] = 0
else:
result[x,y] = 255
return result
img = cv.imread('D:\\dlam.jpg')
if img is None:
print('Failed to read the image')
img1 = add_gauss_noise(img)
cv_show('img', img1)
# 默认为规定尺寸的1/n的全1矩阵
img2 = cv.blur(img1, (3, 3))
cv_show('img2', img2)
# boxfilter方框滤波效果和均值滤波效果一致,默认情况下,对方框滤波后的像素值进行归一化
img3 = cv.boxFilter(img1, -1, (3, 3))
cv_show('img3', img3)
img4 = cv.boxFilter(img1, -1, (3, 3), normalize=0)
cv_show('img4', img4)
原图如下:
添加椒盐噪声后:
均值滤波:3*3卷积核
方框滤波:3*3卷积核
方框滤波:3*3卷积核,未进行归一化操作