摘要：常用于消除噪声的图像平滑方法包括三种线性滤波（均值滤波、方框滤波、高斯滤波）和两种非线性滤波（中值滤波、双边滤波），本文将详细讲解两种非线性滤波方法。
本文分享自华为云社区《[Python从零到壹] 五十六.图像增强及运算篇之图像平滑（中值滤波、双边滤波）》，作者：eastmount。
常用于消除噪声的图像平滑方法包括三种线性滤波（均值滤波、方框滤波、高斯滤波）和两种非线性滤波（中值滤波、双边滤波），本文将详细讲解两种非线性滤波方法。
前面讲述的都是线性平滑滤波，它们的中间像素值都是由邻域像素值线性加权得到的，接下来将讲解一种非线性平滑滤波——中值滤波。中值滤波通过计算每一个像素点某邻域范围内所有像素点灰度值的中值，来替换该像素点的灰度值，从而让周围的像素值更接近真实情况，消除孤立的噪声。
中值滤波对脉冲噪声有良好的滤除作用，特别是在滤除噪声的同时，能够保护图像的边缘和细节，使之不被模糊处理，这些优良特性是线性滤波方法所不具有的，从而使其常常被应用于消除图像中的椒盐噪声[1-2]。
中值滤波算法的计算过程如图1所示。选择含有五个点的窗口，依次扫描该窗口中的像素，每个像素点所对应的灰度值按照升序或降序排列，然后获取最中间的值来替换该点的灰度值。
上图展示的是矩形窗口，常用的窗口还包括正方形、十字形、环形和圆形等，不同形状的窗口会带来不同的过滤效果，其中正方形和圆形窗口适合于外轮廓边缘较长的图像，十字形窗口适合于带尖角形状的图像。
OpenCV将中值滤波封装在medianBlur()函数中，其函数原型如下所示：
下面是调用medianBlur()函数实现中值滤波的代码。
# -*- coding: utf-8 -*-
# By:Eastmount
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
#读取图片
img = cv2.imread('lena-zs.png')
source = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2RGB)
#中值滤波
result = cv2.medianBlur(source, 3)
#用来正常显示中文标签
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']
#显示图形
titles = ['原始图像', '中值滤波']
images = [source, result]
for i in range(2):
plt.subplot(1,2,i+1), plt.imshow(images[i], 'gray')
plt.title(titles[i])
plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show()其运行结果如图2所示，它有效地过滤掉了“lena”图中的噪声，并且很好地保护了图像的边缘信息，使之不被模糊处理。
双边滤波（Bilateral filter）是由Tomasi和Manduchi在1998年发明的一种各向异性滤波，它一种非线性的图像平滑方法，结合了图像的空间邻近度和像素值相似度（即空间域和值域）的一种折中处理，从而达到保边去噪的目的。双边滤波的优势是能够做到边缘的保护，其他的均值滤波、方框滤波和高斯滤波在去除噪声的同时，都会有较明显的边缘模糊，对于图像高频细节的保护效果并不好[3]。
双边滤波比高斯滤波多了一个高斯方差sigma-d，它是基于空间分布的高斯滤波函数。所以在图像边缘附近，离的较远的像素点不会过于影响到图像边缘上的像素点，从而保证了图像边缘附近的像素值得以保存。但是双边滤波也存在一定的缺陷，由于它保存了过多的高频信息，双边滤波不能有效地过滤掉彩色图像中的高频噪声，只能够对低频信息进行较好地去噪[4]。
在双边滤波器中，输出的像素值依赖于邻域像素值的加权值组合，对输入图像进行局部加权平均得到输出图像 的像素值，其公式如下所示：
式中表示中心点(x,y)的(2N+1)×(2N+1)的领域像素，值依赖于领域像素值的加权平均。权重系数取决于空间域核（domain）和值域核（range）的乘积。空间域核的定义如公式（2）所示。
值域核的定义如公式（3）所示。
两者相乘之后，就会产生依赖于数据的双边滤波权重函数，如下所示：
从式子（4）可以看出，双边滤波器的加权系数是空间邻近度因子和像素亮度相似因子的非线性组合。前者随着像素点与中心点之间欧几里德距离的增加而减小，后者随着像素亮度之差的增大而减小[5-6]。
在图像变化平缓的区域，邻域内亮度值相差不大，双边滤波器转化为高斯低通滤波器；在图像变化剧烈的区域，邻域内像素亮度值相差较大，滤波器利用边缘点附近亮度值相近的像素点的亮度平均值替代原亮度值。因此，双边滤波器既平滑了图像，又保持了图像边缘，其原理图如图3所示。
OpenCV将中值滤波封装在bilateralFilter()函数中，其函数原型如下所示：
下面是调用bilateralFilter()函数实现双边滤波的代码，其中d为15，sigmaColor设置为150，sigmaSpace设置为150。
# -*- coding: utf-8 -*-
# By:Eastmount
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
#读取图片
img = cv2.imread('lena-zs.png')
source = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2RGB)
#双边滤波
result = cv2.bilateralFilter(source, 15, 150, 150)
#用来正常显示中文标签
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']
#显示图形
titles = ['原始图像', '双边滤波']
images = [source, result]
for i in range(2):
plt.subplot(1,2,i+1), plt.imshow(images[i], 'gray')
plt.title(titles[i])
plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show()其运行结果如图4所示：
本文主要讲解了常用于消除噪声的图像平滑方法，常见方法包括三种线性滤波（均值滤波、方框滤波、高斯滤波）和两种非线性滤波（中值滤波、双边滤波）。这篇文章介绍了中值滤波和双边滤波，通过原理和代码进行对比，分别讲述了各种滤波方法的优缺点，有效地消除了图像的噪声，并保留图像的边缘轮廓。
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总的来说，我对ruby还比较陌生，我正在为我正在创建的对象编写一些rspec测试用例。许多测试用例都非常基础，我只是想确保正确填充和返回值。我想知道是否有办法使用循环结构来执行此操作。不必为我要测试的每个方法都设置一个assertEquals。例如:describeitem,"TestingtheItem"doit"willhaveanullvaluetostart"doitem=Item.new#HereIcoulddotheitem.name.shouldbe_nil#thenIcoulddoitem.category.shouldbe_nilendend但我想要一些方法来使用
类classAprivatedeffooputs:fooendpublicdefbarputs:barendprivatedefzimputs:zimendprotecteddefdibputs:dibendendA的实例a=A.new测试a.foorescueputs:faila.barrescueputs:faila.zimrescueputs:faila.dibrescueputs:faila.gazrescueputs:fail测试输出failbarfailfailfail.发送测试[:foo,:bar,:zim,:dib,:gaz].each{|m|a.send(m)resc
我正在尝试设置一个puppet节点，但rubygems似乎不正常。如果我通过它自己的二进制文件(/usr/lib/ruby/gems/1.8/gems/facter-1.5.8/bin/facter)在cli上运行facter，它工作正常，但如果我通过由rubygems(/usr/bin/facter)安装的二进制文件，它抛出:/usr/lib/ruby/1.8/facter/uptime.rb:11:undefinedmethod`get_uptime'forFacter::Util::Uptime:Module(NoMethodError)from/usr/lib/ruby
关闭。这个问题是opinion-based.它目前不接受答案。想要改进这个问题？更新问题，以便editingthispost可以用事实和引用来回答它.关闭4年前。Improvethisquestion我想在固定时间创建一系列低音和高音调的哔哔声。例如:在150毫秒时发出高音调的蜂鸣声在151毫秒时发出低音调的蜂鸣声200毫秒时发出低音调的蜂鸣声250毫秒的高音调蜂鸣声有没有办法在Ruby或Python中做到这一点？我真的不在乎输出编码是什么(.wav、.mp3、.ogg等等)，但我确实想创建一个输出文件。
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我在我的项目中添加了一个系统来重置用户密码并通过电子邮件将密码发送给他，以防他忘记密码。昨天它运行良好(当我实现它时)。当我今天尝试启动服务器时，出现以下错误。=>BootingWEBrick=>Rails3.2.1applicationstartingindevelopmentonhttp://0.0.0.0:3000=>Callwith-dtodetach=>Ctrl-CtoshutdownserverExiting/Users/vinayshenoy/.rvm/gems/ruby-1.9.3-p0/gems/actionmailer-3.2.1/lib/action_mailer
设置:狂欢ruby1.9.2高线(1.6.13)描述:我已经相当习惯在其他一些项目中使用highline，但已经有几个月没有使用它了。现在，在Ruby1.9.2上全新安装时，它似乎不允许在同一行回答提示。所以以前我会看到类似的东西:require"highline/import"ask"Whatisyourfavoritecolor?"并得到:Whatisyourfavoritecolor?|现在我看到类似的东西:Whatisyourfavoritecolor?|竖线(|)符号是我的终端光标。知道为什么会发生这种变化吗？ 最佳答案
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我有一个具有一些属性的模型:attr1、attr2和attr3。我需要在不执行回调和验证的情况下更新此属性。我找到了update_column方法，但我想同时更新三个属性。我需要这样的东西:update_columns({attr1:val1,attr2:val2,attr3:val3})代替update_column(attr1,val1)update_column(attr2,val2)update_column(attr3,val3) 最佳答案 您可以使用update_columns(attr1:val1,attr2:val2