LabVIEW滤波函数说明
中文版翻译
Tina
2016年8月8日星期一
利用有限脉冲响应（FIR）或者无线脉冲响应（IIR）过滤一个时间信号。运用不同类型的滤波标准，过滤掉信号中不需要的成分。要求输入连续的时间信号。
细节：
Input Signals显示输入信号
Autoscale amplitude自动调整图像的y轴幅值。默认是启动自动调整
Output Signals显示过滤够的信号
Input输入信号
Configuration配置
Filter Specifications-
-Mode定义滤波器的模式
●IIR filter无线脉冲响应的数字滤波器。能够对当前或者历史输入和输出信
号进行滤波处理。IIR能够获得FIR相同的精度，但是运算参数减少。所以
运算更快更有效率。
●FIR filter有限脉冲响应的数字滤波器。只能够计算当前或者历史的输入信
号。由于它不依靠与之前的输出信号，脉冲延时。使用FIR要求线性相位
响应。
-Type
●低通：默认
●高通
●带通
●带阻
-Topology（当选定IIR滤波的情况下）
●Off不过滤这个信号
●Butterworth默认。平滑的频率响应。通道最平坦，阻带下降慢。
●Chebyshev比butterworth低阶滤波，速度快。通带等纹波。
●Inverse Chebyshev
●Elliptic更窄的过渡带宽和较小的阻带波动
●Bessel具有最佳的线性相位特性。幅频特性最差。
- Order定义IIR滤波器的阶次，必须大于0。默认是2。阶次越高，运算速度
越慢。
- Number of taps定义FIR滤波器系数。必须大于0.默认是49.
- Cutoff (Hz针对低通或者高通的滤波器。默认100hz。定义截止频率
- Low cutoff (Hz)针对带通，带阻滤波器。默认100hz
- High cutoff (Hz)默认200hz。高截止频率必须大于低截止频率，遵循奈奎斯特
定律
- Filter Magnitude Response显示你选择的幅值响应
如何选择滤波器
针对特定的输入信号进行滤波。可以选择声音滤波，人振动滤波和通信系统滤波，可以有ABC加权。
保留或者去除部分图像信息。
输入一个离散的时间、线性时变信号。用于预测和状态估计。将过去的测量估计误差合并到新的测量误差中来估计将来的误差。
常用的8种数字滤波算法 摘要：分析了采用数字滤波消除随机干扰的优点，详细论述了微机控制系统中常用的8种数字滤波算法，并讨论了各种数字滤波算法的适用范围。 关键词：数字滤波；控制系统；随机干扰；数字滤波算法 1 引言 在微机控制系统的模拟输入信号中，一般均含有各种噪声和干扰，他们来自被测信号源本身、传感器、外界干扰等。为了进行准确测量和控制，必须消除被测信号中的噪声和干扰。噪声有2大类：一类为周期性的，其典型代表为50 Hz 的工频干扰，对于这类信号，采用积分时间等于20 ms整倍数的双积分A/D转换器，可有效地消除其影响；另一类为非周期的不规则随机信号，对于随机干扰，可以用数字滤波方法予以削弱或滤除。所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰信号在有用信号中的比重，因此他实际上是一个程序滤波。 数字滤波器克服了模拟滤波器的许多不足，他与模拟滤波器相比有以下优点： (1)数字滤波器是用软件实现的，不需要增加硬设备，因而可靠性高、稳定性好，不存在阻抗匹配问题。 (2)模拟滤波器通常是各通道专用，而数字滤波器则可多通道共享，从而降低了成本。 (3)数字滤波器可以对频率很低(如0.01 Hz)的信号进行滤波，而模拟滤波器由于受电容容量的限制，频率不可能太低。 (4)数字滤波器可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。 2 常用数字滤波算法 数字滤波器是将一组输入数字序列进行一定的运算而转换成另一组输出数字序列的装置。设数字滤波器的输入为X(n)，输出为Y(n)，则输入序列和输出序列之间的关系可用差分方程式表示为： 其中：输入信号X(n)可以是模拟信号经采样和A/D变换后得到的数字序列，也
基于LabVIEW的低通滤波器设计 学号： 201220120214 姓名：敖智男 班级： 1221202 专业：测控技术与仪器 课程教师：方江雄 2015年6月14 日
目录 一．设计思路 (2) 二．设计目的 (2) 三．程序框图主要功能模块介绍 1.测试信号生成模块 (3) 2.滤波功能模块.................................................................. .3 3.频谱分析模块 (4) 4.While循环模块 (5) 四．进行频谱分析.................................................................6、7五．主要设计步骤..................................................................8、9六．运行结果.. (10) 七．设计心得 (11)
低通滤波器是指对采样的信号进行浦波处理，允许低于截至频率的信号通过，高于截止频率的信号不能通过，提高有用信号的比重，进而消除或减少信号的噪声干扰。 一．设计思路 本VI设计的低通滤波器主要是先将正弦信号和均匀白噪声信号叠加，利用Butterworth低通滤波器进行滤波处理，得到有用的正弦信号:再对经过低通滤波器处理后的信号及信号频谱与滤波前的进行比较分析，检测滤波后的信号是否满足用户的要求。 二．设计目的 基于LabVIEW虚拟平台，将“正弦波形”函数和“均匀白噪声”函数产生的信号进行叠加以产生原始信号，让其先通过一个高通滤波器，滤除白噪声的带外杂波，以便在后续程序中低通滤波器可以输出正弦波；然后经过低通滤波器滤波处理，对滤波前后的信号和信号频谱进行比较，从而对低通滤波器的滤波效果进行检验。
四川大学电气信息学院微机原理与接口技术 实验报告 实验名称：中值滤波与均值滤波 实验地点：二基楼A514 年级： 2014级 姓名：宋雅婕 学号： 2014141443030 实验时间：2016年5月27日
一、实验内容 1.在数据段设变量数组TADA1和TADA2,并存入假设的两组采样值作为某一 采样周期的采样值。 ⒉设计中值滤波程序求出测量值。 ⒊设计均值滤波程序求出测量值。 ⒋每个程序应能将结果显示在屏幕上。 ⒌在计算机上调试程序，并获得正确结果。 二、程序框图 1. 2.中值滤波：
三、程序清单 1、中值滤波： DATAS SEGMENT TADA1 DB 65,72,33,84,43 N EQU $-TADA1 DATAS ENDS CODES SEGMENT ASSUME CS:CODES,DS:DATAS START: MOV AX,DATAS MOV DS,AX ;给DS段赋值 MOV CX,N-1 ;设置N-1轮比较次数 MOV DX,1 ;设置比较的轮次 AG: CALL MP ;调用子程序 INC DX LOOP AG MOV SI,0 XOR AX,AX ;将AX清零 MOV AL,TADA1[SI+(N-1)/2] ;取出中值 MOV BL,10 DIV BL PUSH AX ADD AL,30H MOV DL,AL MOV AH,2 INT 21H ;输出十进制数的高位POP AX ADD AH,30H MOV DL,AH MOV AH,2 INT 21H ;输出十进制数的低位 MOV AH,4CH INT 21H MP PROC ;冒泡法（从小到大排列） PUSH CX MOV CX,N SUB CX,DX MOV SI,0 RECMP: MOV AL,TADA1[SI]
题目中值滤波算法的滤波效果分析报告 学院：信息科学与技术学院 专业：控制科学与工程 学生：X X 指导教师：XXX 2014 年12月07日
1、中值滤波算法原理 中值滤波是一种对干扰脉冲和点状噪声有良好抑制作用，而对图像边缘能较好保持的非线性图像增强技术。中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。常用的中值滤波有线状、圆形、十字形、圆环形等形状；常用的中值滤波有3x3、5x5等区域。图像为二维信号，中值滤波的窗口形状和尺寸对滤波器效果影响很大，不同图像内容和不同应用要求往往选用不同的窗口形状和尺寸。 2、滤波效果分析 本文基于Matlab编程实现对含有噪声的图像进行中值滤波处理，中值滤波的基本步骤分为： （1）将滤波模板（含有若干个点的滑动窗口）在图像中遍历，并将模板中心与图中某个像素位置重合； （2）读取模板中各对应像素的灰度值； （3）将这些灰度值从小到大排列； （4）取这一列数据的中间数据，将其赋给对应模板中心位置的像素。如果窗口中元素为奇数，中值取元素按灰度值大小排序后的中间元素灰度值。如果窗口中元素为偶数，中值取元素按灰度值大小排序后，中间两个元素灰度的平均值。中间值代替该点的像素值。 调用Matlab中的中值滤波函数medfilt2()对添加噪声的图像进行滤波处理，分别添加高斯白噪声和椒盐噪声，分别使用3x3、5x5的窗口对添加噪声的图像进行滤波，其运行结果如下： 图2.1 原始图像
在原图像中添加0.002的高斯白噪声与椒盐噪声，噪声图像如图2.2所示。 图2.2 噪声图像 使用3x3、5x5的滤波窗口对高斯白噪声图像进行滤波处理，其结果如图2.3所示。 图2.3 白噪声图像滤波效果 使用3x3、5x5的滤波窗口对椒盐噪声图像进行滤波处理，其结果如图2.4所示。 图2.4 椒盐噪声图像滤波效果
信息工程系课程设计报告 课程MATLAB课程设计 专业通信工程 班级 2级本科二班 学生姓名1 景学号114 学生姓名2 学号1414 学生姓名3 王学号6 学生姓名4 学号31 学生姓名4 学号02 二〇一四年十二月
目录 目录 (1) 摘要： (2) 关键词： (2) 1.算法描述 (2) 1.1 噪声点 (3) 1.2 窗口尺寸选择 (3) 1.3求滤波窗口内中值，并替换像素点。 (3) 2程序实现 (4) 2.1准备和描述 (4) 2.2扩大窗口、确定窗口 (5) 2.3 确定最大、最小值和中值 (6) 2.4中值替换像素点、输出图像 (7) 实验结果 (9) 参考文献 (9)
摘要：通过本次课程设计，主要训练和培养学生综合应用所学MATLAB课程的自适应中值的相关知识，独立学习自适应中值滤波的原理及处理方式。学会扩大窗口并找到其区域内的中值、最小值、以及最大值，然后用中值代替像素点。通过自主学习和查阅资料来了解程序的编写及改进，并用MATLAB进行仿真。 关键词：自适应中值滤波灰度值椒盐噪声像素点.
1.算法描述 1.1 噪声点 脉冲噪声是图像处理中常见的一类，中值滤波器对消除脉冲噪声非常有效。噪声脉冲可以是正的（盐点），也可以是负的（胡椒点），所以也称这种噪声为“椒盐噪声”。椒盐噪声一般总表现为图像局部区域的最大值或最小值，并且受污染像素的位置是随机分布的，正负噪声点出现的概率通常相等。图像噪声点往往对应于局部区域的极值。 1.2窗口尺寸选择 滤波窗口尺寸的选择影响滤波效果，大尺寸窗口滤波能力强，但细节保持能力较弱；小尺寸窗口能保持图像大量细节但其滤波性能较低。根据噪声密度的大小自适应地选择滤波窗口可以缓和滤波性能与细节保持之间的矛盾，同时也增加了算法的时间复杂度。从形状看来窗口方向要沿着边缘和细节的方向，不能穿过它们也不能把它们和周围相差很大的像素包含在同一窗口中否则边缘和细节会被周围像素模糊。 1.3求滤波窗口内中值，并替换像素点。 设f ij为点(i,j)的灰度,A i,j为当前工作窗口,f min、f max 和f med分别为A i,j中的灰度最小值、灰度最大值和灰度中值, A
基于MATLAB 的带噪图像的中值和均值滤波 摘要：图像是一种重要的信息源，通过图像处理可以帮助人们了解信息的内涵。本文将纯净的图像加入椒盐噪声,然后采用中值和均值滤波的方法对其进行去噪。在图像处理中，中值和均值滤波对滤除脉冲干扰噪声都很有效。文章阐述了中值和均值滤波的原理、算法以及在图像处理中的应用。MATLAB 是一种高效的工程计算语言，在数据处理、图像处理、神经网络、小波分析等方面都有广泛的应用。 关键词：图像，中值滤波，均值滤波，去噪，MATLAB 1. 引言 20世纪20年代,图像处理首次得到应用。上个世纪60年代中期,随着计算机科学的发展和计算机的普及,图像处理得到广泛的应用。60年代末期,图像处理技术不断完善,逐渐成为一个新兴的学科。图像处理中输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像。 为了改善图像质量,从图像中提取有效信息,必须对图像进行去噪预处理。根据噪声频谱分布的规律和统计特征以及图像的特点,出现了多种多样的去噪方法。经典的去噪方法有：空域合成法,频域合成法和最优合成法等,与之适应的出现了许多应用方法,如均值滤波器,中值滤波器,低通滤波器,维纳滤波器,最小失真法等。这些方法的广泛应用,促进数字信号处理的极大发展,显著提高了图像质量。 2. 中值滤波 中值滤波是一种典型的低通滤波器,属于非线性滤波技术,它的目的是保护图像边缘的同时去除噪声。所谓中值滤波，是指把以某点（x,y ）为中心的小窗口内的所有象素的灰度按从大到小的顺序排列,若窗口中的象素为奇数个,则将中间值作为(x ，y)处的灰度值。若窗口中的象素为偶数个，则取两个中间值的平均值作为(x ，y)处的灰度值。中值滤波对去除椒盐噪声很有效。中值滤波器的缺点是对所有象素点采用一致的处理，在滤除噪声的同时有可能改变真正象素点的值，引入误差，损坏图像的边缘和细节。该算法对高斯噪声和均匀分布噪声就束手无策。 设有一个一维序列1f ，2f ，…，n f ，取窗口长度为m(m 为奇数)，对此序列
机械与电子工程学院信号分析与处理 课程设计报告 题目：图像信号的中值滤波 题号：1-14 小组成员：赵鑫、陈超、尹庆宇 班级：15电科1班 字数：4040 完成日期:2018年6月29日
目录 1引言 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2章节组织 (1) 2设计原理 (1) 2.1中值滤波的基本原理 (1) 2.2中值滤波的特点 (2) 2.2.1对某些输入信号中值滤波的不变性 (2) 2.2.2中值滤波去噪声性能 (2) 2.2.3中值滤波的频谱特性 (2) 3设计内容 (2) 3.1中值滤波算法分析 (2) 3.2中值滤波在图像处理中的MATLAB实现 (3) 4设计结果分析 (5) 4.1中值滤波与均值滤波的比较 (5) 4.2中值滤波与均值滤波的进一步讨论 (6) 4.2.1中值滤波输出方差 (6) 4.2.2均值滤波输出方差 (8) 4.3结果分析 (8) 5总结 (8) 6参考文献 (9)
1引言 1.1设计目的 1.熟悉MA TLAB的使用方法包括函数、原理和方法的应用。 2.增强在通信系统设计方面的动手能力与自学能力。 3.进一步熟悉图像中值滤波的原理和方法。 4.比较中值滤波同其它滤波的实现效果 1.2章节组织 报告共分六章。第一章为引言，主要介绍本课程的设计目的；第二章为设计原理，给出了图像的中值滤波的基本原理；第三章为设计内容，给出了中值滤波的算法实现；第四章为设计结果分析，比较中值滤波同其它滤波的实现效果；第五章为总结，对报告的要点进行了总结；第六章为参考文献，给出了报告的主要参考资料。 2设计原理 2.1中值滤波的基本原理 中值滤波是一种比较常见的非线性信号处理技术，它以排序理论为基础,能够有效地抑制噪声。这种领域运算和卷积类似,它主要是排序领域中的像素,接下来再选择排序后的数据组中的中间值作为最终输出的像素值。其基本原理为：首先针对以一个像素为中心点的具体领域进行研究，领域也被称为窗口，可以是方形，十字形，圆形或其他类似的形状，然后对领域中的每个像素值按照灰度值的大小进行排序，最后再将这组数的中值作为中心点像素灰度的真值进行输出。序列中值的具体定义如下： 若x1,x2,…,xn为一组序列，先把这组序列按大小排序为xi1≤xi2≤xi3…≤xin，则该序 列的中值y为 实现时一般取一长度为L=2n+1的滤波窗口,n为正整数。将窗口在数据上滑动,中值滤波输出就是窗口正中所对的像素值用窗口内各像素的中值代替,
数据处理中的几种常用数字滤波算法 王庆河王庆山 (济钢集团计量管理处，济南250101) (济钢集团中厚板厂，济南250101) 摘要随着数字化技术的发展，数字滤波技术成为数字化仪表和计算机在数据采集中的关键性技术，本文对常用的几种数字滤波算法的原理进行描述，并给出必要的数学模型。 关键词：数据采样噪声滤波移动滤波 一、引言 在仪表自动化工作中，经常需要对大量的数据进行处理，这些数据往往是一个时间序列或空间序列，这时常会用到数字滤波技术对数据进行预处理。数字滤波是指利用数学的方法对原始数据进行处理，去掉原始数据中掺杂的噪声数据，获得最具有代表性的数据集合。 数据采样是一种通过间接方法取得事物状态的技术如将事物的温度、压力、流量等属性通过一定的转换技术将其转换为电信号，然后再将电信号转换为数字化的数据。在多次转换中由于转换技术客观原因或主观原因造成采样数据中掺杂少量的噪声数据，影响了最终数据的准确性。 为了防止噪声对数据结果的影响，除了采用更加科学的采样技术外，我们还要采用一些必要的技术手段对原始数据进行整理、统计，数字滤波技术是最基本的处理方法，它可以剔除数据中的噪声，提高数据的代表性。 二、几种常用的数据处理方法 在实际应用中我们所用的数据滤波方法很多，在计算机应用高度普及的今天更有许多新的方法出现，如逻辑判断滤波、中值滤波、均值滤波、加权平均 2中值滤波 中值滤波是对采样序列按大小排滤波、众数滤波、一阶滞后滤波、移动滤波、复合滤波 等。 假设我们采用前端仪表采集了一组采样周期为1s的温度数据的时间序列 T0为第0s 采集的温度值，Ti为第is采集的温度值。下面介绍如何应用几种不同滤波算法来计算结果温度T。 1.程序判断滤波 当采样信号由于随机干扰、误检测或变送器不稳定引起严重失真时，可采用程序判断滤波算法，该算法的基本原理是根据生产经验，确定出相邻采样输入信号可能的最大偏差△T,若超过此偏差值，则表明该输入信号是干扰信号，应该去掉，若小于偏差值则作为此次采样值。 (1)限幅滤波 限幅滤波是把两次相邻的采集值进行相减，取其差值的绝对值△T作为比较依据，如果小于或等于△T,则取此次采样值,如果大于△T,则取前次采样值，如式(1)所示：
南昌大学实验报告 学生姓名：洪僡婕学号：6100411159 专业班级：数媒111班 实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期： 4.29 实验成绩：一、实验项目名称 数字图像处理 二、实验目的 实现快速中值滤波算法 三、实验内容 用VC++实现中值滤波的快速算法 四、主要仪器设备及耗材 PC机一台 五、实验步骤 // ImageProcessingDoc.cpp : implementation of the CImageProcessingDoc class// #include "stdafx.h" #include "ImageProcessing.h" #include "ImageProcessingDoc.h" #include "GreyRatio.h" #include
LabVIEW滤波函数说明 中文版翻译 Tina 2016年8月8日星期一
利用有限脉冲响应（FIR）或者无线脉冲响应（IIR）过滤一个时间信号。运用不同类型的滤波标准，过滤掉信号中不需要的成分。要求输入连续的时间信号。 细节： Input Signals显示输入信号 Autoscale amplitude自动调整图像的y轴幅值。默认是启动自动调整 Output Signals显示过滤够的信号 Input输入信号 Configuration配置 Filter Specifications- -Mode定义滤波器的模式 ●IIR filter无线脉冲响应的数字滤波器。能够对当前或者历史输入和输出信 号进行滤波处理。IIR能够获得FIR相同的精度，但是运算参数减少。所以 运算更快更有效率。 ●FIR filter有限脉冲响应的数字滤波器。只能够计算当前或者历史的输入信 号。由于它不依靠与之前的输出信号，脉冲延时。使用FIR要求线性相位 响应。 -Type ●低通：默认 ●高通 ●带通 ●带阻 -Topology（当选定IIR滤波的情况下） ●Off不过滤这个信号 ●Butterworth默认。平滑的频率响应。通道最平坦，阻带下降慢。 ●Chebyshev比butterworth低阶滤波，速度快。通带等纹波。 ●Inverse Chebyshev ●Elliptic更窄的过渡带宽和较小的阻带波动 ●Bessel具有最佳的线性相位特性。幅频特性最差。 - Order定义IIR滤波器的阶次，必须大于0。默认是2。阶次越高，运算速度 越慢。 - Number of taps定义FIR滤波器系数。必须大于0.默认是49. - Cutoff (Hz针对低通或者高通的滤波器。默认100hz。定义截止频率 - Low cutoff (Hz)针对带通，带阻滤波器。默认100hz - High cutoff (Hz)默认200hz。高截止频率必须大于低截止频率，遵循奈奎斯特 定律 - Filter Magnitude Response显示你选择的幅值响应
虚拟仪器课程设计提取正弦波 姓名：彭明键 学号：201220120221 班级：1221202 指导老师：方江雄
提取正弦波 从有限采样样本中提取正弦信号参数（包括频率、幅度、相位等）是信号处理中一类重要的估计问题。 1、设计目的 用数字滤波器从含有高频噪声的采样数据中提取正弦信号。 基于LabVIEW 8.2虚拟平台，使用图形语言编程设计一个系统，使输入信号为正弦波，并加载一个高频均匀白噪声作为模拟信号传输中的随机干扰信号，以及采用一个切比雪夫低通滤波器，以滤除信号中的噪声分量，提取出频率为5Hz的正弦信号。 2、程序框图主要功能模块介绍 滤波器子选板位于函数选板的“信号处理→滤波器”中，如图1所示。其中“Chebyshev滤波器”函数节点用于对噪声的输入信号进行切比雪夫滤波处理。根据输入数据类型的不同，它有两个多态实例（实数、复数）可供选用，其调用路径为“函数→信号处理→滤波器→Chebyshev滤波器”。如表1是其输入/输出参数说明表。 表1 “Chebyshev滤波器”函数的输入/输出参数说明表
图1 切比雪夫滤波器 11.19.3详细设计步骤 利用信号生成子选板上的“正弦波”函数，加载一个高频均匀白噪声作为模拟信号传输中的随机干扰信号，井对此信号进行切比雪夫低通滤波，以滤除信号中的噪声分量，提取出基频频率的正弦信号。具体设计步骤如下所示。
1、前面板的设计 (I)创建新vi，命名为PMJ.vi.其操作路径为“文件→新建vi”。 (2)放置数值控件、布尔控件及图形控件。 ·将数值输入控什分别命名为“频率(Hz)"(默认值设置为5),“采样”(默认值设置为1024),“幅道”(默认值设置为1.00),“采样频率(Hz)”(默认值设置为1024)和“波纹(dB)”(默认值设置为0.10)。 ·执行.控件~新式一数值~垂直指针滑动杆.操作，将垂直指针滑动杆控件分别命名为“低通截止频率:fl”和“阶数”，前者的默认值为20Hz，后者的默认值为5。 ·执行“控件→新式→布尔→停止按钮”操作，放置一个“停止，，按钮控件。 ·执行“控件→新式→图形→波形图”操作，放置3个波形图控件，分别命名为“input signal”, “filtered signal”“滤波后fft频谱图”。 提取正弦波实例的前面板设计完毕后如图2所示。
几种中值滤波去噪方法分析 在数字图像的转换、存储和传输等过程中，经常性由于电子设备工作环境的不稳定，由于设备中含有一些污染物等原因，导致数字图像中一些像素点的灰度值发生非常大的变化，变得非常小或者非常大；而且大气环境很容易干扰无线数据传输，从而让传输信号混入噪声，接收到的无线信号恢复成传输过来的数字图像较原图像相比也会有很大的不同。在这些过程中，椒盐噪声很容易就会对数字图像造成感染。客户满意的数字图像尽可能少或者没有受到椒盐噪声的污染。所以我们需要去噪处理。 在现阶段处理椒盐噪声方面的研究成果方面，因为中值滤波有其非线性的特性，对比其他线性滤波方法可以取得更好的效果，同切同时还可以更好的保留图像的边缘信息。很多学者在研究通过中值滤波消除椒盐噪声的影响，希望可以得到更好的去噪效果。 第一节标准中值滤波方法 标准中值滤波是把这个窗口内的像素点按灰度值大小进行排列，把灰度值的平均值当作标准值。 我们以一个8位的图像作为例子，因为椒盐噪声会让受影响的像素点灰度值改为亮点，即灰度值为255；或者暗点，即灰度值为0。我们在排序的时候，把收到污染的像素点的灰度值大小排列出来，取中间值为所有噪点值，那么就可以消除噪声污染对这个点的影响。其具体步骤如下： ①把窗口在图像中滑动，然后让窗口中心与某一像素点重合 ②记录下窗口中所有像素点的灰度值 ③将这些灰度值从小到大排序 ④记录下该灰度值序列中间的值 ⑤将所记录下的中间值替代窗口中心像素点的灰度值 因为中值滤波的输出灰度值大小是由窗口的中值大小所决定的，所以中值滤
波对于窗口内脉冲噪声远远没有均值滤波敏感。因此相对于均值滤波，中值滤波可以在有效去除脉冲噪声的同时，减小更多的模糊图像。由于由于中值滤波所采用的窗口大小会直接决定去噪效果和图像模糊程度，而且图像去噪后的用途也就决定了窗口的形式。以5*5窗口为例，常见的形状如图2.1所示： 图 2.1 常见的尺寸为5*5的中值滤波窗口 尽管标准中值滤波方法称得上是现在市面上的一种最简单有效的去除椒盐噪声的方法。但是它判断像素点是否被噪声影响的机制不明确，尽管采用该方法时已经对所有像素点进行了一次滤波操作，还是会在一定程序上对图像的边缘、细节信息产生破坏。 第二节带权值的中值滤波方法 Brownrigg提出了一种改进的中值滤波方法：带权值的中值滤波方法。这个滤波的步骤和SM基本一样，不同的地方在于：WM在排序取中值的时候要在
基于LabVIEW的多功能数字滤波器的设计摘要:虚拟仪器技术被越来越多地引入到日常教学活动中来，数字滤波器的设计就是其中１个主要的应用领域。通过一学期的学习，提出了１种基于Butterworth 滤波、Chebyshev滤波、反Chebyshev滤波原理，设计带通、带阻、高通和低通四种类型的滤波器，并实现对带有噪声的信号的滤波还原验证.测试结果表明，该系统可操作性强，响应速度快，精度高，显示直观，能准确反映滤波效果，是一种实用有效的解决方案。 关键词:LabVIEW软件；多功能；数字滤波器
目录 1 引言 (3) 1.1 虚拟仪器简介 (3) 1.2 基于LabView的多功能数字滤波器 (3) 2 总体设计思路 (4) 3 系统设计 (4) 4 系统测试 (4) 5 总结 (7) 参考文献 (7)
1 引言 1.1 虚拟仪器简介 最近几年，虚拟仪器技术不断发展，新生代的仪器技术彻底改变了以往仪器可操作性弱、价格过高的要求。 虚拟仪器的实质是通过[C端与仪器进行通讯端口的交互，达到理想的标准化测试过程，方便简洁，得到答案的标准唯一性，不需要投入过多的人力物力就能实现完成各种测试分析功能。简单易懂的编程语言，数据流以及数据这些方面的东西都能非常直观的显示出来。虚拟测量仪器的概念被美国国家仪器公司NI提出来，导致了一场在传统仪器领域大的改革，因而让计算机和网络技术能够迅速进入仪器方向，同时与仪器技术联合起来，提出”软件即是仪器的概念”。 构造一个虚拟仪器系统，基本硬件确定以后，就可以通过不同的软件实现不同的功能。软件是虚拟仪器系统的关键。目前流行的虚拟仪器软件开发工具有两类文本式编程语言有C、C++、VB、VC、Labwindows/CVI等；图形化编程语言有LabVIEW、AgilentVEE等。LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工程平台 ) 是美国 NI 公司推出的一种基于G 语言 ( Graphics Language，图形化编程语言 ) 的虚拟仪器软件开发工具。它已简化程序的开发工作，为使用户能快速、简便地完成自己的工作为目的，备受人们喜爱。 1.2 基于LabView的多功能数字滤波器 目前流行的虚拟仪器软件开发工具有两类文本式编程语言有C、C++、VB、VC、Labwindows/CVI等；图形化编程语言有LabVIEW、AgilentVEE等。LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工程平 台 ) 是美国 NI 公司推出的一种基于 G 语言( Graphics Language，图形化编程语言 ) 的虚拟仪器软件开发工具。它已简化程序的开发工作，为使用户能快速、简便地完成自己的工作为目的，备受人们喜爱。LabVIEW作为１种功能强大的图形化编程软件被越来越多地应用到各种领域，如：工业测试、日常教学、信号处理等。基于LabVIEW进行滤波器的设计，具有开发时间短、操作性强、效果直观等优点。目前已有的基于LabVIEW的数字滤波器解决方案并不能很好
中值滤波算法 本文提出一种中值滤波算法，该算法充分地利用相邻两次中值滤波窗口内数据的相关性。中值滤波算法在运算过程中通过对有序序列快速的对半查找和内插操作，重构有序序列，占L面得到各中值算法很大地提高了运算效率-计算机模拟寝明该方法是有效的。 在数字信号处理中，经常会遇到对信号数据作平滑处理。局部平均滤波是常用的一种算法，若是对具有随机脉冲噪声的信号进行处理，虽然脉冲噪声有所衰减，但它对滤波结果仍有显著的影响。中值滤波却是对窗内数据进行大小的排序，取结果的中间项对应的值，这样脉冲噪声就不起作用，不影响中值结果 所以，中值滤波在有随机脉冲噪声的情况下，能较好地保护原始信号。 中值滤波的主要运算就是对窗口内的信号数据序列进行排序。文[4]提出的二维中值滤波快速算法，只适用于幅度量化级为极其有限的数据(如：数字图象处理中的象素幅度，若是用单字节(8位二进制存贮单元)存放，共有28=256个灰度级)，原因是要给每个量化级设置一个作为计数器的存贮单元。文[5—8]的方法也是针对于幅度量化级为有限的数据。若是数据为任意大小或精度的浮点数，则以上的方法不适用，通常采用每次对窗内数据排序并 输出相应的中值。假设原始信号数据序列的长度为 ，表示为{ (O)，x(1)，?，x(M-1)}，窗口长度为2^r+1，表示为{ (O)， (1)，?， (2Ⅳ)}，共需要 一2N次对长度为2N+l的窗内数据序列分别进行排序。要进行排序，就必须对序列中数据元索做比较和交换．数据元素问的比较次数是影响排序速度的一个重要因素。一般认为，对 个元素进行排序时，所需的比较次数在理论上的最小值为 0(n|og。n) 当原始信号数据序列较长或窗口较大时，用 这种传统中值滤波方法是十分费时的。文[9]提出把相邻两次的中值滤波合并为一次进行，只做一次排序。从而，总的排序次数减少一半，运算时间节省约一半本文提出一种中值滤波的快速算法，避免了反复对无序序列排序，而只对有序序列进行数据元素的快速查找和内插，实现中值滤波． 中值滤波的快速算法 本文提出的中值滤波的快速算法的基本思想是：原始数据序列上中值滤波的滑窗在移动过程中，当前窗只要删除其最早的元素，加入窗后的新元素，即成为下一窗的内容。下一窗的中值滤波实现可利用上次中值滤波的排序结果，新元素的插人位置用有序序列快速查找算法求得，新元素插人与最早的元素删除的实现采用独特的数据结构，将是新元素覆盖最早的元素，即是插人兼并了删除。 设置(2N+1)个连续存贮单元(存放浮点数){ (。)t (1)，?， (2Ⅳ)}组成的循环序列用来存放窗内的数据元素 按照先进先出的原则，后来的数据元素总是替换当前最早存放的数据元素。设置(2／'／+1)个连续存贮单元(存放整数){ (。)， (1)，? ，s(2N)}顺序存放的是，若上述窗内元素从小至大排序后，顺序的元素在Ⅳ 序列中的下标值，即满足 ( (。))≤w(s(1))≤ ?≤ w( (2Ⅳ))。设置(2Ⅳ+1)个连续存贮单元(存放整数){a(0)，n(1)，?，a(ZN)}分别存放s序列中存有其下标的存贮单元的下标值，即满足 (。(f))， =O，1，?2N。可以这样认为，把Ⅳ 序列和n序列中具有同一下标的两个存贮单元当作独立结构单元，s序列中一存贮单元指向上述某一结构单元，这个结构单元中的。存贮单元值表示了这个结构单元指向该s存贮单元。下面实现中值滤波的快速算法。首先，令Ⅳ 序列中的存贮单元值全为零，s序列和n序列中的存贮单元分别存放各自的下标值，即 (f)=0， (f)=f，n(f)=f，f=O，1 。,2N。另外，设置下标 =0． 第一步，求当前准备进入窗的数据元素x(ra)在s序列中的内插位置，用对半查找算法实现脚，如图1所示。在图1中，有序序列对半查找的区问下界为工，上界为h，中部为 ，通过比较 (s(1))与待查量 (m)，若不相等，则调整L或h，使下次查找的区问比前次的减少一半。输出的 反映
基于LabVIEW滤波器的设计调研报告一数字滤波器在LABVIEW上的实现 1 LabVIEW的数字滤波器工具 LabVIEW开发环境提供了大量的数字滤波VI和数字滤波器开发工具。在其Signal Processing模板中包含了SignalGeneration(信号产生)和Filters(滤波器)等子模板，其中SignalGeneration子模板中存放了可以生成正弦波形、脉冲滤形、随机噪声波形等各种仿真信号的功能模块，用它们作为输入信号时可与由数据采集卡(DAQ)对实际信号取样获得的离散时间序列等效。Filters子模板则提供了十几种滤波器的“图标”其中用于设计IIR滤波器的有ButterworthFilter. vi、ChebyshevFilter. vi、BasselFil-ter. vi等，用于设计FIR滤波器的有FIRW indow Filter. vi、Equi-Ripple LowPass. vi、Equi-RippleHighPass. vi、Equi-RippleLowPass. vi、Equi-Ripple BandPass. vi等。通过设置图标的采样频率、滤波器阶数、低端截止频率、高端截止频率及滤波类型等参数可以产生相应的数字滤波器。用冲激函数Impulse Pattern. vi作为激励信号，通过在面板上切换滤波器的类型和阶数，可以观测到各种类型的低通、高通、带通和带阻滤波器的幅频特性和相频特性。 2 LABVIEW中滤波器参数的设计 在LabVIEW中设计虚拟数字滤波器，关键问题是要知道滤波器图标的调用路径和合理设置滤波器的有关参数。比如,要设计一个虚拟数字式巴特沃斯滤波器，
实验一 LabVIEW中的信号分析与处理 一、实验目的： 1、熟悉各类频谱分析VI的操作方法； 2、熟悉数字滤波器的使用方法； 3、熟悉谐波失真分析VI的使用方法。 二、实验原理： 1、信号的频谱分析是指用独立的频率分量来表示信号；将时域信号变换到频域，以显示在时域无法观察到的信号特征，主要是信号的频率成分以及各频率成分幅值和相位的大小，LabVIEW中的信号都是数字信号，对其进行频谱分析主要使用快速傅立叶变换(FFT)算法：·“FFT Spectrum(Mag-Phase).vi”主要用于分析波形信号的幅频特性和相频特性，其输出为单边幅频图和相频图。 ·“FFT.vi”以一维数组的形式返回时间信号的快速傅里叶运算结果，其输出为双边频谱图，在使用时注意设置FFT Size为2的幂。 ·“Amplitude and Phase Spectrum .vi”也输出单边频谱，主要用于对一维数组进行频谱分析，需要注意的是，需要设置其dt（输入信号的采样周期）端口的数据。 2、数字滤波器的作用是对信号进行滤波，只允许特定频率成份的信号通过。滤波器的主要类型分为低通、高通、带通、带阻等，在使用LabVIEW中的数字滤波器时，需要正确设置滤波器的截止频率（注意区分模拟频率和数字频率）和阶数。 3、“Harmonic Distortion Analyzer .vi”用于分析输入的波形数据的谐波失真度（THD），该vi还可分析出被测波形的基波频率和各阶次谐波的电平值。 三、实验容： (1) 时域信号的频谱分析 设计一个VI，使用4个Sine Waveform.vi（正弦波形）生成频率分别为10Hz、30Hz、50Hz、100Hz，幅值分别为1V、2V、3V、4V的4个正弦信号（采样频率都设置为1kHz，采样点数都设置为1000点），将这4个正弦信号相加并观察其时域波形，然后使用FFT Spectrum(Mag-Phase).vi对这4个正弦信号相加得出的信号进行FFT频谱分析，观察其幅频和相频图，并截图保存。
题目：均值滤波和中值滤波 在自己的证件照中加入椒盐噪声、高斯白噪声。 分别用3*3、5*5、7*7的均值滤波器和中值滤波器进行滤波。 处理过程 1.用imnoise函数在图像中分别加入椒盐噪声和高斯白噪声； 2.均值滤波：用fspecial函数创建各模板大小的均值滤波器，并用imfilter函数进行 滤波。 中值滤波：直接用matlab提供的medfilt2中值滤波器进行滤波即可。 处理结果 程序清单 （1）均值滤波 rgb=imread('photo.jpg'); J1=imnoise(rgb,'salt & pepper',0.02); J2=imnoise(J1,'gaussian',0,0.01); h1=fspecial('average',[3,3]); h2=fspecial('average',[5,5]); h3=fspecial('average',[7,7]); rgb1=imfilter(J2,h1); rgb2=imfilter(J2,h2); rgb3=imfilter(J2,h3); figure; subplot(2,3,1);imshow(rgb) title('原图像'); subplot(2,3,2);imshow(J2) title('加入噪声后的图像'); subplot(2,3,4);imshow(rgb1) title('3*3均值滤波图像'); subplot(2,3,5);imshow(rgb2) title('5*5均值滤波图像'); subplot(2,3,6);imshow(rgb3) title('7*7均值滤波图像'); （2）中值滤波 rgb=imread('photo.jpg'); J1=imnoise(rgb,'salt & pepper',0.02); J2=imnoise(J1,'gaussian',0,0.01); J3=rgb2gray(J2); rgb1=medfilt2(J3,[3 3]);
快速中值滤波及c语言实现 学生姓名：刘勇学号：6100410218 专业班级：数媒101 【摘要】本文讨论了用c语言在微机上实现中值滤波及快速算法，在程序设计的过程中充分考虑到程序运行的时间复杂度和空间复杂度的问题．解决了由于图像太大而内存不够的问题，运用对程序运行时的方法，得出在PENTIUM-S100MHz 上中值滤渡的一般算法运行4．23秒．而快速算法运行2 58秒。 【关键词】c语言；中值滤波；快速算法 1 引言 中值滤波是涂基发明的一种非线性信号处理技术，对抑制图像的噪声非常有效，在二维形式下，中值滤渡器是一个古有奇数个像素的滑动窗口，窗口正中的象素的灰度值用窗口内各个象素的中值代替窗口的中值为窗口中象素按大小顺序排列后处于中间位置的象素；本文讨论中值滤的一般算法并比较其运算速度。 2 用C语言实现算法的若干问题 在设计算法编制程序的时候，我们充分考虑到程序运行的时间复杂度和空间复杂度问题，在解决问 题的前提下，使算法尽量简单，使程序运行占有的空间尽量的小，这样来减少不必要的时问浪费和空间浪费，从而太大的提高程序执行的效率。 首先考虑到的内存问题。由于在本文算法中用的图像是512+512 8bit，这就存在一个内存不够大一整幅图像不能一次性调入的问题。为了解受此问题，可以只开辟一个3"512的缓冲区n，将原图像采用分批调入缓冲区，使内存不够的问题得到了圆满的解决。 另外为了对中值滤波的快速算法和普通算法进行精确的比较，采用对程序运行计时的方法，并精确计算每个算法运行的时间，使得出的结论更可靠。 3 中值滤波算法的C语言程序实现 本算法采用对开辟的3*512的缓冲区从左到右依次形成一个3*3的窗口．然后将此3*3的窗口放 人一个一维数组中，调用求中值子函数．通过排序得出中值，当此中值不等于窗口中间位置的象素时．用此中值来代替窗VI中间位置的象素灰度值．若此缓冲区处理完毕后，将缓冲区的第一行存入新建的文件中，将第二、第三行分别向上移动一行，若存人新建的文件中的行数小于或等于511(即这样处理的行 数小于或等于511)，则从原文件中调入一行作为缓冲区第三行，按上述方法进行直到处理的总行数等于511为止，最后，将缓冲区的第二、三行存人新建的文件，程序流程框图如图1 4 中值滤波快速算法的C语言程序实现 本算法充分利用了上一次处理的结果．采用迭代，逐次逼近的方法得到本次的中值，在一行处理完毕后转人下一行也采用走S型的方法．这样除第一个窗口采用了一伏排序得到中值外，其它的窗口都利 用上伏的窗口的象素删除无用的3个象素后再加人新的3个象素，利用迭代的方
将下面代码直接贴入matlab中，并将读入图像修改成自己机子上的，就可以运行了。可以按照“%%”顺序分步来运行 %% function 自适应中值滤波器 %%%%%%%%%%%%%%% %实现两个功能： %1.对高密度的椒盐噪声有好的滤除效果； %2.滤波时减少对图像的模糊； %%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%% %原理： %1.椒盐噪声概率越大，滤波器窗口需越大。故若滤波器窗口随噪声概率自适应变化，才能有好的滤除效果 %2.为减少对图像的模糊，需在得出原图像值并非椒盐噪声点时，保留原图像值不变； %3.椒盐噪声点的特点：该点的值为该点领域上的最大或最小；%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%% %步骤（得到图像中某点(x,y)（即窗口中心点）的值的步骤）： %1.设定一个起始窗口，以及窗口的最大尺寸； %2.（此步用于确定窗口大小）对窗口内像素排序，判断中值是否是噪声点，若不是，继续第3步，若是，转到第5步； %3.判断中心点是否是噪声点，若不是，则输出该点的值（即图像中该点的原值不变）；若是，则输出中值； %4.窗口尺寸增大，若新窗口尺寸小于设定好的最大值，重复第2步，若大于，则滤波器输出前一个窗口的中值； %%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%% %参数说明：
%被噪声污染的图像（即退化图像也即待处理图像）:Inoise %滤波器输出图像：Imf %起始窗口尺寸:nmin*nmin(只取奇数)，窗口尺寸最大值：nmax*nmax %图像大小:Im*In %窗口内图像的最大值Smax,中值Smed,最小值Smin %%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %% clear clf %% 读入图像I I=imread('e:/photo/cat.jpg'); %转化为灰度图Ig Ig=rgb2gray(I); %被密度为0.2的椒盐噪声污染的图像Inoise Inoise=imnoise(Ig,'salt & pepper',0.2); %或者是被方差为0.2的高斯噪声污染的图像Inoise %Inoise=imnoise(Ig,'gaussian',0.2); %显示原图的灰度图Ig和噪声图像Inoise subplot(2,2,1),imshow(Ig);xlabel('a.原始灰度图像'); subplot(2,2,2),imshow(Inoise);xlabel('b.被噪声污染的图像'); %% 定义参数 %获取图像尺寸:Im,In [Im,In]=size(Inoise); %起始窗口尺寸:nmin*nmin(窗口尺寸始终取奇数) nmin=3; %最大窗口尺寸:nmax*nmax nmax=9; %定义复原后的图像Imf Imf=Inoise; %为了处理到图像的边界点，需将图像扩充