r 代表加权, MED{} 表示取中值运算函数, 1 2 ( , , , ) N W W W W 表示加权窗口的权, 并且规定W= ( 1, 1,, 1) 时为标准窗口。规定:
其中T 是阈值函数,当W 为整数时, 1 1 {WrI ,2 2 } N N W rI W rI 中分量经加权后输出的个数:
快速加权中值滤波中值运算MED 的运算过程是: 先对加权后的输出中的c N 个数按照顺序升幂排序,排序后输出的c N 个数的第T 个数就是最后的中值输出。
2 MATLAB 图像增强处理
MATLAB 支持包括索引图像、灰度图像、二值图像、RGB 图像和多帧图像阵列的5 种图像类型;采集的PCB 图像可以对其先增强对比度,再进行去噪,若运用该方法,则图像原有的噪声在增强对比的过程中也被大大增加了,使后续图像去噪处理得不到很好的效果。
因此本文采用对图像先去噪后增强,经采集得到的 PCB 图像上,可能存在噪声需要去噪,光源强度不够,图像可能整体偏暗,首先用RGB2GRAY函数将采集到的图片转换为灰度图像(256 色),对含有椒盐噪声的PCB 图像分别用本文提出的方法以及传统中值滤波的方法进行比较,去噪后再利用灰度变换对PCB 图像进行增强处理,图1 就是用这种方法处理后的结果。
从图1(a)和图1(c)可以看出对于有椒盐噪声的PCB 图像,传统的3×3 中值滤波处理孤立点的噪声虽然具有很好的效果,但是PCB图像上的走线,器件明显模糊,图像的细节轮廓,质量不能达到很好的效果。图1(e)是对带有椒盐噪声的PCB 图像进行快速加权中值滤波的仿真图,去噪具有明显效果,而且滤波速度也得到了提高,图像的细节,走线都能够很好的保持。
图1(b)、图1(d)、图1(f)是PCB 图像经去噪处理前后的灰度直方图,图中横坐标为灰度等级, 纵坐标为各个灰度等级对应的像素数。其中像素值255 是椒盐噪声,比较两幅图可以明显看出,两种滤波方法都能将噪声很好的去除,但是中值滤波把许多灰度等级都滤除掉了,例如150-200 的灰度等级,使边界变得模糊,而且波峰波谷都遭到了破坏,加权中值滤波去能克服这些缺点,灰度等级,灰度动态范围都能够很好的保留,并且对于波峰、波谷的位置都给予了很好的保留,因此图像许多细节都看的比较清晰,为了更好地便于分析,图2 给出了图像经滤波变换前后的频谱。