05362640周芸 HW05

空間濾波Spatial  Filtering

平滑空間濾波器

依據積分的原理，把圖片平滑化，在一維的積分下就是取平均值，因此可以運用一個遮罩，選出處理的圖元點以及周圍的圖元點顏色，取平均值後作為新的數值存回目的圖元點。遮罩的範圍可以是3*3，也可以是5*5，甚至更大

W(-1,-1)	W(-1,0)	W(-1,1)
W(0,-1)	W(0,0)	W(0,1)
W(1,-1)	W(1,0)	W(1,1)

但是對於邊緣的點，由於部分遮罩取不到色彩值，因此只能將邊緣的點忽略不做處理。

3*3：

可以看出已經有一些模糊了,特別是鬍鬚不那麼的分明了

3*3帶權重：

5*5:

5*5的遮罩由於遮罩過大，使得周圍的黑色帶到了圖片中央.

5*5帶權重：

帶權重的遮罩使得模糊的效果更好一些，受到其它顏色深的部分的干擾程度不會太大。

平滑濾波器在模糊化和雜訊處理方面得到廣泛的應用，但是對於雜訊處理，中值濾波器的效果會更好一些。

中值濾波器

對圖片添加胡椒鹽雜訊

平滑濾波器對4%雜訊的處理:

可以看到效果很差,有一些印記,而且圖片也變得不明朗了.

中值濾波器的雜訊處理效果:

4%:

10%：

16%：

20%：

在16%以下的雜訊消除效果都特別好，在16%之後就有一兩個白點，在20%之後白點才有些明顯。

中值濾波器是選取遮罩中數值的中位數，也就是和周圍最為相關的顏色，既不會受到周圍的影響，還能根據周圍環境修正雜訊，因此比均值濾波器更好。

銳化空間濾波器

依據微分的原理，把圖片的細節銳化，在一維的積分下就是做差分，因此可以運用一個遮罩，選出處理的圖元點以及周圍的圖元點顏色，將中間的值放大後減去周圍的值後作為新的數值存回目的圖元點。

遮罩權重的分佈：

-1	-1	-1
-1	9	-1
-1	-1	-1

0	-1	0
-1	5	-1
0	-1	0

因为锐化后，如果这个某一点的颜色值与周围不同就会被放大，但是如果是相近的就不会受到太大的影响，因此让月球的陨石坑纹路更加明显。

*5銳化,紋路已經變得有些明顯了:

*9銳化，紋路更加明顯

先平滑後銳化：

先銳化後平滑：

可以看出是以最後的操作步驟為主進行的處理，如果最後一個步驟是銳化，則紋路變得清晰，如果是平滑，則紋路變得模糊。

先對圖像3*3均化濾波器平滑化，讓圖像遮罩部分的顏色接近一些，再通過銳化，*5的遮罩模式，又再次放大了圖像中每一點和遮罩區域的不同，所以最後還是會被銳化，但是銳化的程度會比只銳化而不事先平滑化的圖像紋路不會那麼明顯。反之，先銳化加深紋路後又平滑*5的遮罩模式平滑化，讓圖像遮罩部分的顏色接近一些，所以最後還是會被平滑化。