機器視覺,圖像預處理知識,濾波器

在圖像處理任務中,為了實現穩定的檢測,一方面是得到穩定的圖像輸出,另一方面是對圖像進行適當的預處理,這可以改善在光學條件下無法消除的干擾信息。

何為預處理

通過圖像預處理方法,成像系統獲取合符要求的圖像是必不可少的,但是單純的通過拍攝所得到的圖像,由於受到光源種類或工序的材質、環境因素的影響,有時候會得到無法預期的圖像,因此,採用圖像預處理,可以對圖像進行進一步的加工,使其符合我們要求。在這裡我們採用圖像濾波器術語。

通過圖像濾波器,可以使得圖像更加清晰、突出符合我們要求的圖像,並消除不必要的干擾,所以充分理解預處理的特性對我們來說必不可少。

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圖像的預處理,濾波器消除圖像干擾,背景統一

使用濾波器對原始圖像進行處理是 ,圖像越大,處理時間越長。所以在使用中,最好使用ROI進行處理,以減少算法運行時間。

濾波器係數

預處理所使用的有代表性的濾波器 [3*3] [9*9] [16*16] 等濾波器係數,比如3*3的係數,是使用橫向和縱向3個像素的圖像數據並對中心像素實施的濾波器處理。

例如:

圖形大小為320*240大小,濾波器的處理次數為 320*240=76800次

平均濾波器

使圖像的灰度均值平衡化以改善圖像效果的濾波器,在圖像中心像素內,把3*3=9的像素值進行平均化處理,通過把圖像模糊化處理,可以減少干擾源成分的影響

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使用均值濾波器的效果

中值濾波器

中心像素在內的9個像素的值規整,把中心值作為中心像素值的濾波器,與均值濾波器不同的是,不需要把圖像進行模糊化處理就可以消除干擾成分。

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中值濾波器

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使用濾波器係數進行計算實例

有代表性的濾波器

膨脹濾波器

消除圖像所不需要的干擾成分的濾波器,在3*3這一中心像素的濃度值置換為9個像素中灰度值最高的值,對黑白圖像使用膨脹濾波器時,只要3*3中心像素有一個白色像素,就會把9個像素全部替換為白色。

收縮濾波器

與膨脹濾波器相反,把3*3這一中心像素值最小的置換,對黑白圖像進行使用時,只要3*3中心像素周圍有一個黑色像素,就會把9個像素全部置換為黑色

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膨脹濾波器和腐蝕濾波器

Sobel濾波器

是一種有助於邊緣提取的濾波器。對於對比度較少的圖像,具有突出邊緣的效果。另外,經該濾波器處理過的圖像看上去更加自然。進行邊緣提取時,除了 Sobel 濾波器外,還可使用Prewitt、 Roberts、 Laplacian 等各種濾波器。

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Sobel濾波器

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