*****（此欄為**題目）
1、選題的背景
影象濾波就是採用一定的演算法對數字影象進行處理，以獲得人眼視覺或者某種接受系統所需要的影象處理過程。對影象濾波的要求是，既能濾除影象中的雜訊又能保持影象的細節。由於雜訊和影象細節的混疊，所以在影象濾波中，影象的去噪與細節的保留往往是一對矛盾。
影象濾波的方法有很多，例如中值濾波、均值濾波、高斯濾波、維納濾波等，中值濾波是一種較少邊緣模糊的非線性濾波方法，不僅能夠去除或者減少隨機雜訊和脈衝干擾，還能較好地保留影象邊緣資訊。均值濾波非常適用於去除通過掃瞄得到的影象中的顆粒雜訊，可以平滑影象，有效地抑制雜訊。高斯濾波實質上是一種訊號的濾波器，其用途是訊號的平滑處理。
這三種方法相比較，中值濾波運算簡單、速度快、除噪效果好使其在影象處理領域內得到了廣泛的應用。
2、研究的目的和意義
影象濾波，即在盡量保留影象細節特徵的條件下對目標像的雜訊進行抑制，是影象預處理中不可缺少的操作，其處理效果的好壞將直接響到後續影象處理和分析的有效性和可靠性。
由於成像系統、傳輸介質和記錄裝置等的不完善，數字影象在其形成、傳輸記錄過程中往往會受到多種雜訊的汙染。另外，在影象處理的某些環節當輸入的物件並不如預想時也會在結果影象中引入雜訊。這些雜訊在影象上常表現為—引起較強視覺效果的孤立象素點或象素塊。
一般，雜訊訊號與要研究的物件不相關它以無用的資訊形式出現，擾亂影象的可觀測資訊。對於數字影象訊號，雜訊表為或大或小的極值，這些極值通過加減作用於影象象素的真實灰度值上，在影象造成亮、暗點干擾，極大降低了影象質量，影響影象復原、分割、特徵提取、圖識別等後繼工作的進行。要構造一種有效抑制雜訊的濾波必須考慮兩個基本問題能有效地去除目標和背景中的雜訊；同時，能很好的保護影象目標的形狀、大小及特定的幾何和拓撲結構特徵。
影象受獲取和儲存、處理及各種干擾的影響，顯示時畫面上會出現雜訊。為了減少雜訊帶來的負面影響，盡可能地還原乾淨真實的畫面，就需要用到降噪濾波器對影象資料進行處理影象的雜訊有多種型別。如加性雜訊、乘性雜訊、椒鹽雜訊、高斯雜訊等。
常見的降噪方法有在空間域進行的，也有將影象資料經過傅利葉等變換以後轉到頻域中進行的。其中頻域裡的濾波需要涉及複雜的域轉換運算，相對而言硬體實現起來會耗費更多的資源和時間。在空間域進行的方法有均值或加權後均值濾波、中值或加權中值濾波、最小均方差值濾波和均值或中值的多次迭代等。
實踐證明，這些方法雖有一定的降噪效果，但都有其侷限性。比如加權均值在細節損失上非常明顯；而中值僅對脈衝干擾有效，對高斯雜訊卻無能為力。事實上，影象雜訊總是和有效資料交織在一起，若處理不當，就會使邊界輪廓、線條等變得模糊不清，反而降低了影象質量。
此外，由於各類雜訊往往不是單一存在而是同時並存，所以單純採用一種濾波器，往往達不到滿意的效果。
隨著計算機的發展，影象濾波越來越受人們所關注。早期的影象濾波的目的僅僅只是為了改善影象的質量，當時影象拍攝的硬體技術相對比較落後，獲得影象的質量也比較差，科學家們發現可以利用計算機來改善影象的顯示效果，彌補硬體的不足。在影象濾波中，輸入視覺效果差的影象，輸出的是改善質量後的影象。
3、國內外發展動態
在影象處理中，影象濾波起著重要作用。它可以有效地抑制（平滑）各種雜訊、保持邊緣資訊，從而改善後續處理工作的質量（如提高影象分割精度等）。
影象濾波的發展大致經歷了初創期、發展期、普及期和實用化期4個階段。初創期開始於20世紀60年代，當時的影象採用畫素型光柵進行少秒顯示，大多採用中、大型機對其處理。在這一時期，由於影象儲存成本高、處理裝置昂貴，其應用面很窄。
進入20世紀70年代的發展期，開始大量採用中、小型機進行處理，影象處理也逐漸改用光柵掃瞄方式，特別是ct和衛星遙感影象的出現，對影象處理技術的發展起到了很好的推動作用。到了20世紀80年代，影象處理技術進入普及期，此時的微機已經能夠擔當起圖形影象處理的任務。超大規模積體電路（very large scale integration,vlsi）的出現使處理速度大大提高，裝置造價也進一步降低，極大地促進了圖形影象系統的普及和應用。
20世紀90年代是影象處理技術的實用化時期，影象處理的資訊量巨大，對處理速度的要求極高。
隨著影象濾波理論和方法的進一步完善，使得數字影象濾波技術在各個領域得到了廣泛應用，並顯示出廣闊的應用前景。在社會不斷發展的過程中，影象濾波知識顯得越來越重要，實際上影象濾波已經滲透到計算機、電子、地質、氣象、醫學等諸多領域。
4、任務要求及可行性分析
隨著計算機的發展，影象濾波越來越受人們所關注，因此對影象濾波的研究也越來越重要了。影象濾波的方法雖然有很多，但是人們常用的有中值濾波、均值濾波和高斯濾波，中值濾波是一種較少邊緣模糊的非線性濾波方法，不僅能夠去除或者減少隨機雜訊和脈衝干擾，還能較好地保留影象邊緣資訊。均值濾波雖然可以平滑影象，但是卻無法完全去除雜訊，只能減弱它。
高斯濾波在去除雜訊的同時嚴重模糊了影象，相比較之下，中值濾波運算簡單、速度快、除噪效果好使其在影象處理領域內得到了廣泛的應用。
在**中應包括如下要求：
（1）掌握影象濾波的原理及過程。
（2）能夠通過各種方式選擇合適的待處理的影象。
（3）在matlab**軟體下使用中值濾波、均值濾波和高斯濾波的演算法對影象進行濾波。
（4）最後對濾波結果進行分析，並得出結論。
5、需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路
本文重點研究中值濾波、均值濾波和高斯濾波的濾波演算法，並對其濾波效果進行分析。
中值濾波是基於排序統計理論的一種能有效抑制雜訊的非線性訊號處理技術。中值濾波是把數字影象或數字序列中一點的值用該點的乙個鄰域中各點值的中值代替，讓周圍畫素灰度值的差比較大的畫素改取與周圍的畫素值接近的值，從而可以消除孤立的雜訊點。
均值濾波也稱為線性濾波,其採用的主要方法為鄰域平均法。均值濾波是用均值替代原影象中的各個畫素值，選擇乙個模板，該模板由其近鄰的若干畫素組成，求模板中所有畫素的均值，再把該均值賦予當前畫素點，作為處理後影象在該點上的灰度。
高斯濾波實質上是一種訊號的濾波器，其用途是訊號的平滑處理。由於高斯函式的傅利葉變換仍是高斯函式，因此高斯函式能構成乙個在頻域具有平滑效能的低通濾波器。若使用理想濾波器，會在影象中產生振鈴現象。
採用高斯濾波器的話，系統函式是平滑的，避免了振鈴現象。
選擇合適的待處理的影象，分別用這三種進行濾波，並比較其濾波效果，對濾波後的影象進行分析，得出結論。
6、擬採用的方法和手段
硬體要求：計算機一台。
所需工具：通訊系統**軟體matlab。
現有的基礎：能熟練使用matlab**軟體，有一定的數學知識基礎。
解決方法：學校機房解決了硬體和軟體的問題，利用以前學習和平時積累的知識、圖書館的相關書籍、網上查閱資料以及指導老師的指導等方法解決軟體運用及研究方面的問題。
7、進度安排
2023年10月30日— 2023年12月30日：查閱國內外的有關資料論證，寫開題報告，撰寫文獻綜述；
2023年3月1日— 2023年3月31日：充實設計內容；
2023年4月1日— 2023年4月20日：完善**功能，進一修改除錯；
2023年4月21日—2023年4月30日：寫畢業設計說明書。
2023年5月1日—2023年5月10日答辯前準備，做最後的修改。
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