第一篇：圖像濾波總結(jié)

數(shù)字圖像處理：各種變換濾波和噪聲的類型和用途總結(jié)

一、基本的灰度變換函數(shù) 1.1.圖像反轉(zhuǎn)

適用場(chǎng)景：增強(qiáng)嵌入在一幅圖像的暗區(qū)域中的白色或灰色細(xì)節(jié)，特別是當(dāng)黑色的面積在尺寸上占主導(dǎo)地位的時(shí)候。

1.2.對(duì)數(shù)變換（反對(duì)數(shù)變換與其相反）

過程：將輸入中范圍較窄的低灰度值映射為輸出中較寬范圍的灰度值。用處：用來擴(kuò)展圖像中暗像素的值，同時(shí)壓縮更高灰度級(jí)的值。特征：壓縮像素值變化較大的圖像的動(dòng)態(tài)范圍。

舉例：處理傅里葉頻譜，頻譜中的低值往往觀察不到，對(duì)數(shù)變換之后細(xì)節(jié)更加豐富。

1.3.冪律變換（又名：伽馬變換）

過程：將窄范圍的暗色輸入值映射為較寬范圍的輸出值。

用處：伽馬校正可以校正冪律響應(yīng)現(xiàn)象，常用于在計(jì)算機(jī)屏幕上精確地顯示圖像，可進(jìn)行對(duì)比度和可辨細(xì)節(jié)的加強(qiáng)。

1.4.分段線性變換函數(shù)

缺點(diǎn)：技術(shù)說明需要用戶輸入。優(yōu)點(diǎn)：形式可以是任意復(fù)雜的。

1.4.1.對(duì)比度拉伸：擴(kuò)展圖像的動(dòng)態(tài)范圍。

1.4.2.灰度級(jí)分層：可以產(chǎn)生二值圖像，研究造影劑的流動(dòng)。1.4.3.比特平面分層：原圖像中任意一個(gè)像素的值，都可以類似的由這些比特平面對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制像素值來重建，可用于壓縮圖片。

1.5.直方圖處理

1.5.1直方圖均衡：增強(qiáng)對(duì)比度，補(bǔ)償圖像在視覺上難以區(qū)分灰度級(jí)的差別。作為自適應(yīng)對(duì)比度增強(qiáng)工具，功能強(qiáng)大。

1.5.2直方圖匹配（直方圖規(guī)定化）：希望處理后的圖像具有規(guī)定的直方圖形狀。在直方圖均衡的基礎(chǔ)上規(guī)定化，有利于解決像素集中于灰度級(jí)暗端的圖像。

1.5.3局部直方圖處理：用于增強(qiáng)小區(qū)域的細(xì)節(jié)，方法是以圖像中的每個(gè)像素鄰域中的灰度分布為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)變換函數(shù)，可用于顯示全局直方圖均衡化不足以影響的細(xì)節(jié)的顯示。1.5.4直方圖統(tǒng)計(jì)：可用于圖像增強(qiáng)，能夠增強(qiáng)暗色區(qū)域同時(shí)盡可能的保留明亮區(qū)域不變，靈活性好。

二、基本的空間濾波器 2.1.平滑空間濾波器

2.1.1平滑線性濾波器（均值濾波器）

輸出：包含在濾波器模板鄰域內(nèi)的像素的簡(jiǎn)單平均值，用鄰域內(nèi)的平均灰度替代了圖像中每個(gè)像素的值，是一種低通濾波器。結(jié)果：降低圖像灰度的尖銳變化。

應(yīng)用：降低噪聲，去除圖像中的不相關(guān)細(xì)節(jié)。負(fù)面效應(yīng)：邊緣模糊。

2.1.2統(tǒng)計(jì)排序?yàn)V波器（非線性濾波器）舉例：中值濾波器。過程：以濾波器包圍的圖像區(qū)域中所包含圖像的排序?yàn)榛A(chǔ)，然后使用統(tǒng)計(jì)排序結(jié)果決定的值取代中心區(qū)域的值。

用處：中值濾波器可以很好的解決椒鹽噪聲，也就是脈沖噪聲。

2.2.銳化空間濾波器

2.2.1拉普拉斯算子（二階微分）

作用：強(qiáng)調(diào)灰度的突變，可以增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)。

2.2.2非銳化掩蔽和高提升濾波

原理：原圖像中減去一幅非銳化（平滑處理）的版本。背景：印刷和出版界使用多年的圖像銳化處理。

高提升濾波：原圖減去模糊圖的結(jié)果為模板，輸出圖像等于原圖加上加權(quán)后的模板，當(dāng)權(quán)重為1得到非銳化掩蔽，當(dāng)權(quán)重大于1成為高提升濾波。

2.2.3梯度銳化（一階微分對(duì)）

含義：梯度指出了在該位置的最大變化率的方向。

用處：工業(yè)檢測(cè)，輔助人工檢測(cè)產(chǎn)品的缺陷，自動(dòng)檢測(cè)的預(yù)處理。

三、基本的頻率濾波器 3.1.1理想低（高）通濾波器 特性：振鈴現(xiàn)象，實(shí)際無法實(shí)現(xiàn)。

用處：并不實(shí)用，但是研究濾波器的特性很有用。

3.1.2布特沃斯低（高）通濾波器

特點(diǎn)：沒有振鈴現(xiàn)象，歸功于在低頻和高頻之間的平滑過渡，二階的布特沃斯低通濾波器是很好的選擇。

效果：比理想低（高）通濾波器更平滑，邊緣失真小。截止頻率越大，失真越平滑。

3.1.3高斯低（高）通濾波器 特點(diǎn)：沒有振鈴。

用處：任何類型的人工缺陷都不可接受的情況（醫(yī)學(xué)成像）。

3.1.4鈍化模板，高提升濾波，高頻強(qiáng)調(diào)濾波 用處：X射線，先高頻強(qiáng)調(diào)，然后直方圖均衡。

3.1.5同態(tài)濾波

原理：圖像分為照射分量和反射分量的乘積。

用處：增強(qiáng)圖像，銳化圖像的反射分量（邊緣信息），例如PET掃描。

3.1.6選擇性濾波

3.1.6.1帶阻濾波器和帶通濾波器。作用：處理制定頻段和矩形區(qū)域的小區(qū)域。

3.1.6.2陷阱濾波器

原理：拒絕或通過事先定義的關(guān)于頻率矩形中心的一鄰域。應(yīng)用：選擇性的修改離散傅里葉變換的局部區(qū)域。

優(yōu)點(diǎn)：直接對(duì)DFT處理，而不需要填充。交互式的處理，不會(huì)導(dǎo)致纏繞錯(cuò)誤。用途：解決莫爾波紋。

四、重要的噪聲概率密度函數(shù) 4.1.高斯噪聲

特點(diǎn)：在數(shù)學(xué)上的易處理性。

4.2瑞利噪聲

特點(diǎn)：基本形狀向右變形，適用于近似歪斜的直方圖。

4.3愛爾蘭（伽馬）噪聲

特點(diǎn)：密度分布函數(shù)的分母為伽馬函數(shù)。

4.4指數(shù)噪聲

特點(diǎn)：密度分布遵循指數(shù)函數(shù)。

4.5均勻噪聲 特點(diǎn)：密度均勻。

4.6脈沖噪聲（雙極脈沖噪聲又名椒鹽噪聲）

特點(diǎn)：唯一一種引起退化，視覺上可以區(qū)分的噪聲類型。

五、空間濾波器還原噪聲 5.1均值濾波器 5.1.1算術(shù)均值濾波器

結(jié)果：模糊了結(jié)果，降低了噪聲。適用：高斯或均勻隨機(jī)噪聲。5.1.2幾何均值濾波器

結(jié)果：和算術(shù)均值濾波器相比，丟失的圖像細(xì)節(jié)更少。適用：更適用高斯或均勻隨機(jī)噪聲。

5.1.3諧波均值濾波器

結(jié)果：對(duì)于鹽粒噪聲（白色）效果較好，但不適用于胡椒噪聲（黑色），善于處理高斯噪聲那樣的其他噪聲。

5.1.4逆諧波均值濾波器

結(jié)果：適合減少或在實(shí)際中消除椒鹽噪聲的影響，當(dāng)Q值為正的時(shí)候消除胡椒噪聲，當(dāng)Q值為負(fù)的時(shí)候該濾波器消除鹽粒噪聲。但不能同時(shí)消除這兩種噪聲。適用：脈沖噪聲。

缺點(diǎn)：必須知道噪聲是明噪聲還是暗噪聲。

5.2統(tǒng)計(jì)排序?yàn)V波器 5.2.1中值濾波器

適用：存在單極或雙極脈沖噪聲的情況。

5.2.2最大值濾波器

作用：發(fā)現(xiàn)圖像中的最亮點(diǎn)，可以降低胡椒噪聲。

5.2.2最小值濾波器

作用：對(duì)最暗點(diǎn)有用，可以降低鹽粒噪聲。

5.2.3中點(diǎn)濾波器

作用：結(jié)合統(tǒng)計(jì)排序和求平均，對(duì)于隨機(jī)分布噪聲工作的很好，如高斯噪聲或均勻噪聲。5.2.4修正的阿爾法均值濾波器

作用：在包括多種噪聲的情況下很有用，例如高斯噪聲和椒鹽噪聲混合。

5.3自適應(yīng)濾波器

5.3.1自適應(yīng)局部降低噪聲濾波器

作用：防止由于缺乏圖像噪聲方差知識(shí)而產(chǎn)生的無意義結(jié)果，適用均值和方差確定的加性高斯噪聲。

5.3.1自適應(yīng)中值濾波器

作用：處理更大概率的脈沖噪聲，同時(shí)平滑非脈沖噪聲時(shí)保留細(xì)節(jié)，減少諸如物體邊界粗化或細(xì)化等失真。

5.4頻率域?yàn)V波器消除周期噪聲 5.4.1帶阻濾波器

應(yīng)用：在頻率域噪聲分量的一般位置近似已知的應(yīng)用中消除噪聲

5.4.2帶通濾波器

注意：不能直接在一張圖片上使用帶通濾波器，那樣會(huì)消除太多的圖像細(xì)節(jié)。用處：屏蔽選中頻段導(dǎo)致的結(jié)果，幫助屏蔽噪聲模式。

5.4.3陷阱濾波器

原理：阻止事先定義的中心頻率的鄰域內(nèi)的頻率。作用：消除周期性噪聲。

5.4.4最佳陷阱濾波

作用：解決存在多種干擾分量的情況。

第二篇：實(shí)驗(yàn)8 醫(yī)學(xué)圖像頻域?yàn)V波

實(shí)驗(yàn)8 醫(yī)學(xué)圖像頻域?yàn)V波與圖像復(fù)原

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.熟悉醫(yī)學(xué)圖像離散傅里葉變化的原理和方法；

2.掌握醫(yī)學(xué)圖像頻域?yàn)V波的原理；

3.掌握使用Matlab中的函數(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行頻域?yàn)V波的方法;

4.掌握使用Matlab中的圖像退化與復(fù)原的方法;

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

一、醫(yī)學(xué)圖像頻域?yàn)V波方法與實(shí)現(xiàn)

使用imnoise給圖像BMRI1_24bit.bmp添加概率為0.2的椒鹽噪聲，對(duì)原圖像和加噪聲后的圖像進(jìn)行傅氏變換并顯示變換后的移中頻譜圖，然后分別使用Butterworth低、高通濾波器對(duì)噪聲圖像進(jìn)行低通和高通濾波，顯示D0為5，10，20，40時(shí)的濾波效果圖，并說明存兩種濾波效果中所存在的差異及原因。

二、醫(yī)學(xué)圖像退化及復(fù)原

1、產(chǎn)生帶運(yùn)動(dòng)和噪聲的退化圖像

首先使用fspecial 產(chǎn)生一個(gè)了len=7,theta=45的移動(dòng)退化濾波器，然后使用產(chǎn)生的移動(dòng)退化濾波器作為imfilter的濾波模板，邊界填充選項(xiàng)(boundary_options)選擇‘circular’，為圖像BMRI1_24bit.bmp添加一個(gè)移動(dòng)退化，再使用imnoise產(chǎn)生一個(gè)均值為0，方差為0.001的高斯噪聲，并將高斯噪聲疊加到已經(jīng)產(chǎn)生移動(dòng)退化的圖像MRIBrain_10.bmp上。

2、對(duì)退化圖像進(jìn)行復(fù)原

使用DECONVWNR函數(shù)對(duì)產(chǎn)生退化的MRIBrain_10.bmprp按下面的四種方法進(jìn)行復(fù)原。

（1）省略DECONVWNR中參數(shù)NSR；

（2）NSR取一個(gè)大于0的數(shù)值；

（3）NSR取一個(gè)等于1的數(shù)值；

（4）NSR取一個(gè)大于1的數(shù)值；

通過比較上面四種方法的結(jié)果，指出哪一種方法的效果最好。

提示：當(dāng)省略NSR時(shí)表示進(jìn)行直接逆濾波，不省略時(shí)表示進(jìn)行維納濾波

第三篇：濾波和算子總結(jié)

濾波和算子都是數(shù)字圖像處理的基本操作，其中濾波是指在像素領(lǐng)域內(nèi)做領(lǐng)域處理(中值濾波、均值濾波)或者在圖像頻域內(nèi)（需要先做傅里葉變換）做處理（低通濾波、高通濾波、帶通濾波）。什么叫領(lǐng)域處理呢？領(lǐng)域處理的就是對(duì)領(lǐng)域進(jìn)行一系列的操作：

(1)選取中心點(diǎn)(x,y)；

(2)僅對(duì)預(yù)先定義的點(diǎn)（x,y）的領(lǐng)域內(nèi)的像素執(zhí)行操作;(3)令運(yùn)算結(jié)果為該點(diǎn)處的響應(yīng)；(4)對(duì)圖像中的每一點(diǎn)重復(fù)該處理。中心點(diǎn)移動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生新的領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域?qū)?yīng)輸入圖像上的一個(gè)像素。用來標(biāo)識(shí)該處理的兩個(gè)主要術(shù)語是領(lǐng)域處理和空間濾波，其中后者更為通用。如果對(duì)領(lǐng)域中像素執(zhí)行的計(jì)算是線性的，則稱該操作是線性空間濾波。（也用術(shù)語空間卷積）；否則稱為非線性空間濾波。

線性操作包括領(lǐng)域中的每個(gè)像素乘以相應(yīng)的系數(shù)，將結(jié)果求和，從而得到點(diǎn)(x,y)處的響應(yīng)。若領(lǐng)域的大小為mxn，則需要mn個(gè)系數(shù)。這些系數(shù)被排列為一個(gè)矩陣，稱為濾波器(模板)/濾波模板/核/掩?；蛘叽翱?。其中前三個(gè)屬于最常見。為變得更明顯一些，也用卷積濾波、卷積模板或者卷積核等術(shù)語。

先說下卷積算子是個(gè)什么意思： 在這里盜一下網(wǎng)上的圖：

然后如上所示，圖片中右上角的那個(gè)矩陣 h=[2 9 4;5 3;1 8;] 就是后面經(jīng)常提到的模板了，在相關(guān)書本上一般也寫作w(x,y).就我個(gè)人認(rèn)識(shí)來看的話，我覺得下面討論的用于邊緣提取的算子可以看成線性空間濾波的特殊情況。

第四篇：濾波技術(shù)

有關(guān)EMI的一點(diǎn)常識(shí)

濾波技術(shù)是抑制干擾的一種有效措施，尤其是在對(duì)付開關(guān)電源EMI信號(hào)的傳導(dǎo)干擾和某些輻射干擾方面，具有明顯的效果。任何電源線上傳導(dǎo)干擾信號(hào)，均可用差模和共模干擾信號(hào)來表示。差模干擾在兩導(dǎo)線之間傳輸，屬于對(duì)稱性干擾；共模干擾在導(dǎo)線與地(機(jī)殼)之間傳輸，屬于非對(duì)稱性干擾。在一般情況下，差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較小，共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所造成的干擾較大。因此，欲削弱傳導(dǎo)干擾，把EMI信號(hào)控制在有關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限電平以下。

除抑制干擾源以外，最有效的方法就是在開關(guān)電源輸入和輸出電路中加裝EMI濾波器。一般設(shè)備的工作頻率約為10～50 kHz。EMC很多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳導(dǎo)干擾電平的極限值都是從10 kHz算起。對(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻段EMI信號(hào)，只要選擇相應(yīng)的去耦電路或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的EMI濾波器，就不難滿足符合EMC標(biāo)準(zhǔn)的濾波效果。

瞬態(tài)干擾

是指交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的浪涌電壓、振鈴電壓、火花放電等瞬間干擾信號(hào)，其特點(diǎn)是作用時(shí)間極短，但電壓幅度高、瞬態(tài)能量大。瞬態(tài)干擾會(huì)造成單片開關(guān)電源輸出電壓的波動(dòng)；當(dāng)瞬態(tài)電壓疊加在整流濾波后的直流輸入電壓ＶＩ上，使ＶＩ超過內(nèi)部功率開關(guān)管的漏－源擊穿電壓Ｖ（ＢＲ）ＤＳ時(shí)，還會(huì)損壞ＴＯＰＳｗｉｔｃｈ芯片，因此必須采用抑制措施。

通常，靜電放電（ESD）和電快速瞬變脈沖群（EFT）對(duì)數(shù)字電路的危害甚于其對(duì)模擬電路的影響。靜電放電在5 — 200MHz的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的射頻輻射。此輻射能量的峰值經(jīng)常出現(xiàn)在35MHz — 45MHz之間發(fā)生自激振蕩。許多I/O電纜的諧振頻率也通常在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，結(jié)果，電纜中便串入了大量的靜電放電輻射能量。

當(dāng)電纜暴露在4 — 8kV靜電放電環(huán)境中時(shí)，I/O電纜終端負(fù)載上可以測(cè)量到的感應(yīng)電壓可達(dá)到600V。這個(gè)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了典型數(shù)字的門限電壓值0.4V。典型的感應(yīng)脈沖持續(xù)時(shí)間大約為400納秒。將I/O電纜屏蔽起來，且將其兩端接地，使內(nèi)部信號(hào)引線全部處于屏蔽層內(nèi)，可以將干擾減小60 — 70dB，負(fù)載上的感應(yīng)電壓只有0.3V或更低。

電快速瞬變脈沖群也產(chǎn)生相當(dāng)強(qiáng)的輻射發(fā)射，從而耦合到電纜和機(jī)殼線路。電源線濾波器可以對(duì)電源進(jìn)行保護(hù)。線 — 地之間的共模電容是抑制這種瞬態(tài)干擾的有效器件，它使干擾旁路到機(jī)殼，而遠(yuǎn)離內(nèi)部電路。當(dāng)這個(gè)電容的容量受到泄漏電流的限制而不能太大時(shí)，共模扼流圈必須提供更大的保護(hù)作用。這通常要求使用專門的帶中心抽頭的共模扼流圈，中心抽頭通過一只電容（容量由泄漏電流決定）連接到機(jī)殼。共模扼流圈通常繞在高導(dǎo)磁率鐵氧體芯上，其典型電感值為15 ～ 20mH。

傳導(dǎo)的抑制

往往單純采用屏蔽不能提供完整的電磁干擾防護(hù)，因?yàn)樵O(shè)備或系統(tǒng)上的電纜才是最有效的干擾接收與發(fā)射天線。許多設(shè)備單臺(tái)做電磁兼容實(shí)驗(yàn)時(shí)都沒有問題，但當(dāng)兩臺(tái)設(shè)備連接起來以后，就不滿足電磁兼容的要求了，這就是電纜起了接收和輻射天線的作用。唯一的措施就是加濾波器，切斷電磁干擾沿信號(hào)線或電源線傳播的路徑，與屏蔽共同夠成完善的電磁干擾防護(hù)，無論是抑制干擾源、消除耦合或提高接收電路的抗能力，都可以采用濾波技術(shù)。針對(duì)不同的干擾，應(yīng)采取不同的抑制技術(shù)，由簡(jiǎn)單的線路清理，至單個(gè)元件的干擾抑制器、濾波器和變壓器，再至比較復(fù)雜的穩(wěn)壓器和凈化電源，以及價(jià)格昂貴而性能完善的不間斷電源，下面分別作簡(jiǎn)要敘述。

專用線路

只要通過對(duì)供電線路的簡(jiǎn)單清理就可以取得一定的干擾抑制效果。如在三相供電線路中認(rèn)定一相作為干擾敏感設(shè)備的供電電源；以另一相作為外部設(shè)備的供電電源；再以一相作為常用測(cè)試儀器或其他輔助設(shè)備的供電電源。這樣的處理可避免設(shè)備間的一些相互干擾，也有利于三相平衡。值得一提的是在現(xiàn)代電子設(shè)備系統(tǒng)中，由于配電線路中非線性負(fù)載的使用，造成線路中諧波電流的存在，而零序分量諧波在中線里不能相互抵消，反而是疊加，因此過于纖細(xì)的中線會(huì)造成線路阻抗的增加，干擾也將增加。同時(shí)過細(xì)的中線還會(huì)造成中線過熱。

瞬變干擾抑制器

屬瞬變干擾抑制器的有氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變吸收二極管和固體放電管等多種。其中金屬氧化物壓敏電阻和硅瞬變吸收二極管的工作有點(diǎn)象普通的穩(wěn)壓管，是箝位型的干擾吸收器件；而氣體放電管和固體放電管是能量轉(zhuǎn)移型干擾吸收器件（以氣體放電管為例，當(dāng)出現(xiàn)在放電管兩端的電壓超過放電管的著火電壓時(shí)，管內(nèi)的氣體發(fā)生電離，在兩電極間產(chǎn)生電弧。由于電弧的壓降很低，使大部分瞬變能量得以轉(zhuǎn)移，從而保護(hù)設(shè)備免遭瞬變電壓破壞）。瞬變干擾抑制器與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)使用。

氣體放電管

氣體放電管也稱避雷管，目前常用于程控交換機(jī)上。避雷管具有很強(qiáng)的浪涌吸收能力，很高的絕緣電阻和很小的寄生電容，對(duì)正常工作的設(shè)備不會(huì)帶來任何有害影響。但它對(duì)浪涌的起弧響應(yīng)，與對(duì)直流電壓的起弧響應(yīng)之間存在很大差異。例如90V氣體放電管對(duì)直流的起弧電壓就是90V，而對(duì)5kV/μs的浪涌起弧電壓最大值可能達(dá)到1000V。這表明氣體放電管對(duì)浪涌電壓的響應(yīng)速度較低。故它比較適合作為線路和設(shè)備的一次保護(hù)。此外，氣體放電管的電壓檔次很少。

金屬氧化物壓敏電阻

由于價(jià)廉，壓敏電阻是目前廣泛應(yīng)用的瞬變干擾吸收器件。描述壓敏電阻性能的主要參數(shù)是壓敏電阻的標(biāo)稱電壓和通流容量即浪涌電流吸收能力。前者是使用者經(jīng)常易弄混淆的一個(gè)參數(shù)。壓敏電阻標(biāo)稱電壓是指在恒流條件下（外徑為7mm以下的壓敏電阻取0.1mA；7mm以上的取1mA）出現(xiàn)在壓敏電阻兩端的電壓降。由于壓敏電阻有較大的動(dòng)態(tài)電阻，在規(guī)定形狀的沖擊電流下（通常是8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流）出現(xiàn)在壓敏電阻兩端的電壓（亦稱是最大限制電壓）大約是壓敏電阻標(biāo)稱電壓的1.8～2倍（此值也稱殘壓比）。這就要求使用者在選擇壓敏電阻時(shí)事先有所估計(jì)，對(duì)確有可能遇到較大沖擊電流的場(chǎng)合，應(yīng)選擇使用外形尺寸較大的器件（壓敏電阻的電流吸收能力正比于器件的通流面積，耐受電壓正比于器件厚度，而吸收能量正比于器件體積）。使用壓敏電阻要注意它的固有電容。根據(jù)外形尺寸和標(biāo)稱電壓的不同，電容量在數(shù)千至數(shù)百pF之間，這意味著壓敏電阻不適宜在高頻場(chǎng)合下使用，比較適合于在工頻場(chǎng)合，如作為晶閘管和電源進(jìn)線處作保護(hù)用。特別要注意的是，壓敏電阻對(duì)瞬變干擾吸收時(shí)的高速性能（達(dá)ns)級(jí)，故安裝壓敏電阻必須注意其引線的感抗作用，過長的引線會(huì)引入由于引線電感產(chǎn)生的感應(yīng)電壓（在示波器上，感應(yīng)電壓呈尖刺狀）。引線越長，感應(yīng)電壓也越大。為取得滿意的干擾抑制效果，應(yīng)盡量縮短其引線。關(guān)于壓敏電阻的電壓選擇，要考慮被保護(hù)線路可能有的電壓波動(dòng)（一般取1.2～1.4倍）。如果是交流電路，還要注意電壓有效值與峰值之間的關(guān)系。所以對(duì)220V線路，所選壓敏電阻的標(biāo)稱電壓應(yīng)當(dāng)是220×1.4×1.4≈430V。此外，就壓敏電阻的電流吸收能力來說，1kA（對(duì)8/20μs的電流波）用在晶閘管保護(hù)上，3kA用在電器設(shè)備的浪涌吸收上；5kA用在雷擊及電子設(shè)備的過壓吸收上；10kA用在雷擊保護(hù)上。壓敏電阻的電壓檔次較多，適合作設(shè)備的一次或二次保護(hù)。2.1.7硅瞬變電壓吸收二極管（TVS管）硅瞬變電壓吸收二極管具有極快的響應(yīng)時(shí)間（亞納秒級(jí)）和相當(dāng)高的浪涌吸收能力，及極多的電壓檔次。可用于保護(hù)設(shè)備或電路免受靜電、電感性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓，以及感應(yīng)雷所產(chǎn)生的過電壓。TVS管有單方向（單個(gè)二極管）和雙方向（兩個(gè)背對(duì)背連接的二極管）兩種，它們的主要參數(shù)是擊穿電壓、漏電流和電容。使用中TVS管的擊穿電壓要比被保護(hù)電路工作電壓高10％左右，以防止因線路工作電壓接近TVS擊穿電壓，使TVS漏電流影響電路正常工作；也避免因環(huán)境溫度變化導(dǎo)致TVS管擊穿電壓落入線路正常工作電壓的范圍。TVS管有多種封裝形式，如軸向引線產(chǎn)品可用在電源饋線上；雙列直插的和表面貼裝的適合于在印刷板上作為邏輯電路、I/O總線及數(shù)據(jù)總線的保護(hù)。

TVS管在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)：

１、對(duì)瞬變電壓的吸收功率（峰值）與瞬變電壓脈沖寬度間的關(guān)系。手冊(cè)給的只是特定脈寬下的吸收功率（峰值），而實(shí)際線路中的脈沖寬度則變化莫測(cè)，事前要有估計(jì)。對(duì)寬脈沖應(yīng)降額使用。

２、對(duì)小電流負(fù)載的保護(hù)，可有意識(shí)地在線路中增加限流電阻，只要限流電阻的阻值適當(dāng)，不會(huì)影響線路的正常工作，但限流電阻對(duì)干擾所產(chǎn)生的電流卻會(huì)大大減小。這就有可能選用峰值功率較小的TVS管來對(duì)小電流負(fù)載線路進(jìn)行保護(hù)。

３、對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的瞬變電壓的抑制，尤其值得注意的是TVS管的穩(wěn)態(tài)平均功率是否在安全范圍之內(nèi)。

４、作為半導(dǎo)體器件的TVS管，要注意環(huán)境溫度升高時(shí)的降額使用問題。

５、特別要注意TVS管的引線長短，以及它與被保護(hù)線路的相對(duì)距離。

６、當(dāng)沒有合適電壓的TVS管供采用時(shí)，允許用多個(gè)TVS管串聯(lián)使用。串聯(lián)管的最大電流決定于所采用管中電流吸收能力最小的一個(gè)。而峰值吸收功率等于這個(gè)電流與串聯(lián)管電壓之和的乘積。

７、TVS管的結(jié)電容是影響它在高速線路中使用的關(guān)鍵因素，在這種情況下，一般用一個(gè)TVS管與一個(gè)快恢復(fù)二極管以背對(duì)背的方式連接，由于快恢復(fù)二極管有較小的結(jié)電容，因而二者串聯(lián)的等效電容也較小，可滿足高頻使用的要求。

８、固體放電管 固體放電管是一種較新的瞬變干擾吸收器件，具有響應(yīng)速度較快（10～20ns級(jí)）、吸收電流較大、動(dòng)作電壓穩(wěn)定和使用壽命長等特點(diǎn)。固體放電管與氣體放電管同屬能量轉(zhuǎn)移型。當(dāng)外界干擾低于觸發(fā)電壓時(shí)，管子呈截止?fàn)?。一旦干擾超出觸發(fā)電壓時(shí)，伏安特性發(fā)生轉(zhuǎn)折，進(jìn)入負(fù)阻區(qū)，此時(shí)電流極大，而導(dǎo)通電阻極小，使干擾能量得以轉(zhuǎn)移。隨著干擾減小，通過放電管電流的回落，當(dāng)放電管的通過電流低于維持電流時(shí)，放電管就迅速走出低阻區(qū)，而回到高阻態(tài)，完成一次放電過程。固體放電管的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它的短路失效模式（器件失效時(shí)，兩電極間呈短路狀），為不少應(yīng)用場(chǎng)合所必須，已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。固體放電管的電壓檔次較少，比較適合于作網(wǎng)絡(luò)、通信設(shè)備，乃至部件一級(jí)的保護(hù)。

第五篇：淺談 中值濾波

淺談中值濾波

1.中值濾波的現(xiàn)狀

在數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字圖像處理的早期研究中,線性濾波是主要的處理手段。線性濾波簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)表達(dá)式以及某些理想特性使其很容易設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)信號(hào)中含有非疊加性噪聲時(shí),例如非線性引起的噪聲或非高斯噪聲等,線性濾波的處理效果就很難令人滿意。在處理圖像時(shí),線性濾波將破壞邊緣,而且不能有效濾除脈沖噪聲。為了克服線性濾波方法的局限性,研究非線性濾波的方法為數(shù)字信號(hào)處理重要課題之一。

非線性濾波基于對(duì)輸入信號(hào)序列的一種非線性映射關(guān)系,常可把某一特定的噪聲近似映射為零而保留信號(hào)的重要特征,因而可以在一定程度上克服線性濾波的不足。

1971年著名學(xué)者J.W.Tukey在他的開拓性論文中提出了中值濾波的概念并用作時(shí)間序列平滑。中值濾波一出現(xiàn)就因其具有對(duì)尖脈沖的良好抑制能力，在平滑加性噪聲時(shí)能保持信號(hào)的邊緣特征等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目。

常用的中值濾波是非線性濾波的代表，由于經(jīng)典的中值濾波算法在濾除噪聲的同時(shí)會(huì)使信號(hào)中重要的細(xì)節(jié)信息受損,因此,許多改進(jìn)的中值濾波算法相繼被提出。2.中值濾波

在數(shù)據(jù)處理中我們經(jīng)常使用的是滑動(dòng)中值濾波，即取定中值濾波的跨度N(一般 N 為奇數(shù))，在數(shù)據(jù)序列中順次取得 N 個(gè)數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)列的中值作為中心位置的值輸出以形成新的數(shù)據(jù)序列，在濾波中應(yīng)將原數(shù)據(jù)序列的兩個(gè)邊界各補(bǔ)充(N-1)/2(N為奇數(shù)時(shí))個(gè)等于邊界的點(diǎn)以使濾波后的新數(shù)據(jù)序列長度與原始的數(shù)據(jù)序列長度一致。2.1一般中值濾波

2.1．1一般中值濾波的基本原理

設(shè)有一個(gè)序列：x1,x2,x3,x4,x5，將它們按照絕對(duì)值大小重新排列此序列

x3, x5,x2, x4,x1

重排以后的中值是x2，此值就作為濾波的輸出。顯然，x2不能表示成輸入數(shù)據(jù)和濾波系數(shù)的褶積的線性組合。其主要特點(diǎn)有：(1)一般中值濾波絕對(duì)阻止噪聲峰值，因?yàn)橹兄禐V波只取中位數(shù)，絕對(duì)不會(huì)取異常數(shù)。例如有一組數(shù)(x1,x2,x3,x4,x5)正常數(shù) ? a≤xn≤a，n=2,3,4,5 異常數(shù) x1 >>a a 表示一個(gè)數(shù)，將以上數(shù)組自小到大排列后為(x3, x5,x2, x4,x1)取中位數(shù)x2，決不會(huì)取異常數(shù)x1。

(2)一般中值濾波是低通濾波器，中值濾波取中值為序列的輸出，可以看作是對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行局部平滑，這種局部平滑實(shí)質(zhì)就是低通濾波。

(3)一般中值濾波不改變階越函數(shù)在空間、時(shí)間上的位置，這一性質(zhì)對(duì)于信號(hào)處理中的保護(hù)邊緣有著重要的作用。

(4)當(dāng)中值濾波的濾波窗口足夠長時(shí)，有限寬度的三角波和矩形波可以被完全平滑。

(5)中值濾波由于沒有統(tǒng)計(jì)效應(yīng)，對(duì)隨機(jī)出現(xiàn)的小的振幅值有時(shí)不能完全平滑，所以通常信號(hào)在中值濾波處理以后需要再進(jìn)行帶通濾波。2.1.2一般中值濾波(MF)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

中值濾波對(duì)數(shù)字序列有平滑作用，平滑也就是數(shù)據(jù)逼近，這樣則存在誤差，如何利用誤差最小來確定平滑參數(shù)，一般常見的有兩種準(zhǔn)則：(1)使誤差的平方和達(dá)到最小；(2)使誤差的絕對(duì)值和達(dá)到最小。平均值平滑的數(shù)學(xué)原理應(yīng)用準(zhǔn)則(1)，即符合誤差的平方和最小。中值濾波則是利用準(zhǔn)則(2)來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)序列的平滑。

設(shè)x是 n 個(gè)數(shù)據(jù)序列的中位數(shù)，xi 表示一組序列。x與xi之差的絕對(duì)值和為：

Q??x?xi（3.1.1）

i?1n要使Q最小，則

?Q?0（3.1.2）?xnnx?xi?Q?n2即 ?(x?xi)????Sign(x?xi)?0 ??x?xi?1i?1x?xii?1式中：Sign——符號(hào)函數(shù)。

當(dāng)xi >x 時(shí)，Sign 為負(fù)； 當(dāng)xi

這樣在選擇x時(shí)，使得在 n 個(gè)數(shù)中，有 n/2 個(gè)xi大于x,同樣有 n/2 個(gè)xi小于x，中間的xi即為x；如果 n 為偶數(shù)，則取中間的兩個(gè)xi的平均值為x。2.2 加權(quán)中值濾波

2.2.1 加權(quán)中值濾波(WM)的基本原理

由上可以看出通過改變加權(quán)系數(shù)，完全可以改變中值濾波的性質(zhì)，來達(dá)到我們的要求。

2.3 一維中值濾波對(duì)信號(hào)作用的結(jié)果分析

由于中值濾波是一種特殊的非線性濾波手段，它對(duì)脈沖的響應(yīng)為零，（在一個(gè)輸入上施加一個(gè)脈沖函數(shù)引起的時(shí)間響應(yīng)。）所以在傅氏域沒有“真正的”振幅譜和相位譜。我們只能通過它對(duì)已知信號(hào)及其頻譜特征的響應(yīng)來分析其各種濾波特性。雖然中值濾波的理論比較完善，但是由于多數(shù)情況處理的信號(hào)是對(duì)稱信號(hào)，所以并沒有人注意到中值濾波對(duì)信號(hào)相位的影響。

2.3.1一般中值濾波對(duì)對(duì)稱信號(hào)相位的影響

（1）在頻譜圖中，一般中值濾波引入了假高頻成分，并且在子波的頻帶范圍內(nèi)，濾波后子波的主要頻帶向低頻方向移動(dòng)，此特點(diǎn)在數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)該著重注意，要根據(jù)數(shù)據(jù)處理時(shí)的具體要求來判斷，同時(shí)也成為選擇濾波長度的一個(gè)條件。

（2）經(jīng)過一般中值濾波后對(duì)稱信號(hào)的相位不發(fā)生移動(dòng)，這使得我們?cè)谔幚碛蓪?duì)稱信號(hào)(例如雷克子波、奧姆斯比子波等)作為子波的合成地震記錄時(shí)，不需要考慮相移問題。但由此就得出結(jié)論說中值濾波處理后的所有類型的信號(hào)的相位都不發(fā)生移動(dòng)則是片面甚至錯(cuò)誤的。2.3.2 一般中值濾波對(duì)非對(duì)稱信號(hào)相位的影響

一般中值濾波對(duì)非對(duì)稱信號(hào)的處理效果不同于處理對(duì)稱信號(hào)，如果 用處理對(duì)稱信號(hào)的規(guī)律來對(duì)待非對(duì)稱信號(hào)則往往不能達(dá)到預(yù)期的效果。對(duì)應(yīng)濾波后的頻譜同樣向低頻方向移動(dòng)，但假高頻現(xiàn)象卻并不如對(duì)稱信號(hào)濾波后明顯。處理非對(duì)稱信號(hào)的同時(shí)必須注意選擇的濾波點(diǎn)數(shù)是否使相位的改變?cè)谝蟮姆秶鷥?nèi)。從濾波后和濾波前的最大振幅平方比來看濾波前后的能量變化，發(fā)現(xiàn)在同等情況下，一般中值濾波對(duì)非對(duì)稱信號(hào)的衰減能力大于對(duì)對(duì)稱信號(hào)的衰減。2.3.3 加權(quán)中值濾波對(duì)對(duì)稱信號(hào)相位的影響

（1）在頻譜圖中，加權(quán)中值濾波也引入了假高頻成分；并且濾波后的子波的主要頻帶向低頻方向移動(dòng)，說明了加權(quán)中值濾波的低通濾波特性。

(2)同樣加權(quán)中值濾波對(duì)對(duì)稱信號(hào)的相位不產(chǎn)生影響。2.3.4 加權(quán)中值濾波對(duì)非對(duì)稱信號(hào)相位的影響

當(dāng)濾波長度大于一定的子波寬度時(shí)，波形已經(jīng)失去了原有的形態(tài)，但是在波形失去原有形態(tài)之前，經(jīng)過加權(quán)中值濾波后的子波表現(xiàn)出較好的分辨率特性；在頻譜上加權(quán)中值濾波仍然表現(xiàn)出低通特性；信號(hào)的相位也因?yàn)V波而產(chǎn)生了畸變。

2.3.5 一般、加權(quán)中值濾波對(duì)不同信號(hào)作用的比較 一般中值濾波和加權(quán)中值濾波對(duì)于同一種信號(hào)表現(xiàn)出相似的特性：二者在處理對(duì)稱信號(hào)時(shí)，都起到了衰減的作用，并且對(duì)信號(hào)的相位都不產(chǎn)生影響，同時(shí)使信號(hào)的頻譜中摻入了假高頻成分，還表現(xiàn)出了中值濾波的低通特性；在處理非對(duì)稱信號(hào)時(shí)，除了對(duì)信號(hào)產(chǎn)生衰減作用外，還使信號(hào)的相位發(fā)生了畸變。

盡管一般和加權(quán)中值濾波有相似之處，但是它們還是存在著較大的差異：

在處理對(duì)稱信號(hào)時(shí)，一般和加權(quán)中值濾波分別對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行濾波以后，信號(hào)的峰值很接近，但是加權(quán)中值濾波比一般中值濾波更有利于提高信號(hào)的分辨率，在頻譜上加權(quán)中值濾波比一般中值濾波表現(xiàn)出更加嚴(yán)重的假高頻現(xiàn)象。

在處理非對(duì)稱信號(hào)時(shí)，加權(quán)中值濾波比一般中值濾波表現(xiàn)出的更好的提高分辨率的性質(zhì)。而在相位譜分析中，盡管加權(quán)和一般中值濾波都使信號(hào)的相位發(fā)生改變，但是在濾波長度較小的情況下，經(jīng)過一般中值濾波得到的信號(hào)的相位曲線雖然已經(jīng)發(fā)生改變，但是仍然與原始信號(hào)的相位曲線有相同的趨勢(shì)，并沒有偏離太多；而此時(shí)即使在濾波長度較小的情況下，經(jīng)過加權(quán)中值濾波得到的信號(hào)的相位曲線已經(jīng)變得不可辨認(rèn)了。

經(jīng)過以上的討論，我們可以認(rèn)識(shí)到在實(shí)際地震資料的處理中，應(yīng)用中值濾波除了應(yīng)該考慮信噪比和分辨率以外，更加不容忽視的就是信號(hào)的相移問題，這對(duì)于資料的可信度起著至關(guān)重要的作用。由于在實(shí)際中，經(jīng)常用到的一維中值濾波是不加權(quán)的，所以常常把一維不加權(quán)中值濾波簡(jiǎn)說成一般中值濾波，但是隨著對(duì)處理手段的進(jìn)一步要求，加權(quán)中值濾波的地位日益突出，并且畢竟不加權(quán)的情況只是一種特殊的加權(quán)中值濾波，所以一般中值濾波的概念也應(yīng)該擴(kuò)充為加權(quán)中值濾波。

通過對(duì)兩種不同加權(quán)中值濾波（一般、加實(shí)數(shù)權(quán)）的討論，總結(jié)出了一些關(guān)于一維中值濾波方面的經(jīng)驗(yàn)：

(1)通過不同權(quán)系數(shù)的選取，中值濾波表現(xiàn)出不同的特性，我們可以根據(jù)對(duì)實(shí)際情況的分析來選取不同的權(quán)系數(shù)以適應(yīng)各自的需要。

(2)本次只是選取了兩種特殊的權(quán)系數(shù)來分析，而在實(shí)際中存在著更多的權(quán)系數(shù)的選取方法，但是不管權(quán)系數(shù)的形式如何，都可以仿照本文的方法加以研究。

(3)雖然中值濾波可以滿足一定的要求，但是我們同時(shí)也應(yīng)該注意到它們存在的問題：①中值濾波會(huì)引起信號(hào)形態(tài)上的畸變，而且畸變程度和濾波長度有關(guān)；②中值濾波會(huì)引入假高頻，因此信號(hào)在經(jīng)過中值濾波后可以根據(jù)情況做一次低通濾波；③中值濾波對(duì)非對(duì)稱信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)引起相位畸變，因此在使用中值濾波之前應(yīng)該試驗(yàn)相位畸變是否在處理的允許的范圍內(nèi)；④雖然選取適當(dāng)?shù)臋?quán)系數(shù)后，加權(quán)中值濾波可以使信號(hào)提高分辨率，但是同時(shí)帶來“小臺(tái)階”效應(yīng)，因此經(jīng)過加權(quán)中值濾波處理后的信號(hào)推薦做一次平滑處理。

由于中值濾波是一類特殊的濾波方法，因此我們利用它進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)應(yīng)該格外注意。為了得到預(yù)期的效果，處理之前做一下試驗(yàn)以確定最佳的濾波長度是非常必要的。3中值濾波在地震資料處理中的應(yīng)用 3.1中值濾波在井間地震資料處理中的應(yīng)用

中值濾波是一種簡(jiǎn)便有效且信號(hào)失真較小的信號(hào)處理方法。在不同的道集域下，井間地震資料中的直達(dá)波、一次反射波和多次反射波在相鄰道間的時(shí)差具有不同的表現(xiàn)形式，利用這一特點(diǎn)，應(yīng)用中值濾波在不同道集域內(nèi)對(duì)井間地震資料進(jìn)行濾波處理，可以得到很好的效果。

對(duì)于井間地震資料，我們所需要的有效反射波是來自于激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)下方的一次反射波(上行反射)和來自于激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)上方的一次反射波(下行反射)，其它波均視為相關(guān)干擾或無效信息。中值濾波是以正常時(shí)差不同為基礎(chǔ)的多道濾波技術(shù)，在井間地震特殊的觀測(cè)系統(tǒng)中，中值濾波可以發(fā)揮其自身的優(yōu)點(diǎn)。

通過對(duì)井間地震不同道集域下道間時(shí)差的分析可以知道，僅運(yùn)用中值濾波即可達(dá)到較好的波場(chǎng)分離效果。為了驗(yàn)證不同道集域下中值濾波對(duì)數(shù)據(jù)處理的效果，進(jìn)行直達(dá)波與多次波的衰減、一次反射波的增強(qiáng)以及上下行波場(chǎng)的分離。3.1.1直達(dá)波和多次波的衰減

首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，消除有效頻帶之外的噪音干擾，將共炮點(diǎn)道集重排為共偏移距道集。在共偏移距道集下，根據(jù)(1)式和(3)式可知，直達(dá)波和多次波除了受速度影響外，其相鄰道間時(shí)差為0，通過共偏移距道集對(duì)初至?xí)r間拉平排齊，在一定程度上消除了速度的影響，然后選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)窗參數(shù)，采用中值濾波消除相鄰道時(shí)差為0的波組記錄，使直達(dá)波和多次反射波得到衰減。3.1.2反射波的增強(qiáng)

把衰減了直達(dá)波和多次波的數(shù)據(jù)體重新抽道組成共中心點(diǎn)道集，對(duì)于共中心點(diǎn)道集，由于△s=-△g，根據(jù)(2)式可知，一次反射波在不受速度影響的情況下其相鄰道間的時(shí)差為0，通過共中心點(diǎn)道集對(duì)反射波時(shí)間拉平排齊，消除速度的影響，再次做中值濾波處理，本次中值濾波是為了保留相鄰道時(shí)差為0的波組記錄，而相鄰道時(shí)差不為0的波組記錄將被減弱，因而一次反射波同相軸得以增強(qiáng)，而其它 波場(chǎng)(如直達(dá)波和多次波)再次得到衰減(圖4，虛線圈)。3.1.3上、下行波場(chǎng)的分離

首先對(duì)上行反射波進(jìn)行拉平(圖5中的②)，然后通過中值濾波使上行反射增強(qiáng)而下行反射減弱(圖5中的③)，最后返回原始時(shí)間剖面得到上行反射波場(chǎng)(圖5中的④)；反之，得到下行反射波場(chǎng)(圖5中的⑤)。圖6為通過中值濾波最終獲得的上行和下行反射波場(chǎng)。

在波場(chǎng)分離中，對(duì)于資料相對(duì)較好的地震數(shù)據(jù)，僅應(yīng)用中值濾波即可達(dá)到較好的波場(chǎng)分離效果；對(duì)于信噪比較低的資料，可以用中值濾波技術(shù)使資料的有效波場(chǎng)加強(qiáng)，并得到上、下行反射信息，然后再利用中值濾波進(jìn)行波場(chǎng)分離。

井間觀測(cè)系統(tǒng)所具有的特殊性，使得同一種地震波在不同道集域下的時(shí)差表現(xiàn)形式不同，因此可以在井間地震處理中利用中值濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)直達(dá)波和多次波的衰減，反射波的增強(qiáng)以及上、下行反射波的分離。同時(shí)，由于中值濾波處理對(duì)地震原始資料畸變程度較小，因此可以提高井間地震資料反射成像的質(zhì)量。3.2多道中值濾波在分離VSP波場(chǎng)中的應(yīng)用？

多道中值濾波處理流程圖

4.中值濾波特點(diǎn)

中值濾波是一個(gè)非線性過程，最大優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單且去噪效果明顯。中值濾波具有 如下特點(diǎn):(1)中值濾波絕對(duì)阻止噪聲峰值。

(2)中值濾波不改變階躍函數(shù)在空間、時(shí)間上的位置。（3）消除尖峰波以及增強(qiáng)部分有效波；

（4）對(duì)野外原始地震資料信息的畸變和負(fù)面影響較小等優(yōu)點(diǎn)。(5)中值濾波平滑三角波,其平滑作用隨著中值濾波長度N的增加而增加,當(dāng)其達(dá)到一定長度時(shí),可將三角波平滑為具有相等幅度的理想的直流分量。

(4)中值濾波平滑矩形波,若中值濾波足夠長時(shí),矩形波被完全平滑。

(6)中值濾波由于沒有像計(jì)算均值那樣的統(tǒng)計(jì)效應(yīng),對(duì)隨機(jī)出現(xiàn)的小的振幅值有時(shí)不能完全平滑。中值濾波實(shí)際上是一個(gè)平滑濾波,經(jīng)過其處理之后,主頻向低頻移動(dòng),高頻成分受到損害,正是由于其平滑作用,使處理后的地震數(shù)據(jù)波形過于一致而顯呆板,有一些信息不可能客觀反映出來。

5.總結(jié)

中值濾波器是一種特殊的非線性濾波器，與線性濾波器不同。線性濾波器的振幅、相位譜完全決定了濾波器在頻率域和時(shí)間域的特征。與之相比，中值濾波器對(duì)脈沖的響應(yīng)是零，在頻率域沒有“真正”的振幅譜和相位譜。所以，盡管中值濾波器原理很簡(jiǎn)單，但了解其特性比了解線性濾波器特性要困難得多。

雖然中值濾波技術(shù)在信號(hào)處理領(lǐng)域得到很大的重視，特別在非平穩(wěn)信號(hào)的處理中取得了較大的成功，然而中值濾波的一個(gè)嚴(yán)重不足是引起相對(duì)濾波窗口而言較為“細(xì)小”的信號(hào)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的破壞和丟失，在圖象處理中，中值濾波的這一缺憾要比在一維信號(hào)的處理中更加顯著。原因主要來自兩個(gè)方面：

第一，二維信號(hào)幾乎沒有根信號(hào)，也就是說幾乎所有的二維信號(hào)經(jīng)中值濾波以后都要受到不同程度的破壞；

第二，圖象中的某些諸如細(xì)線，拐角等細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)往往包含重要的信息，這些結(jié)構(gòu)的破壞或丟失往往比噪聲本身更為不可接受。所以，保護(hù)細(xì)節(jié)的中值類濾波器的研究成為非線性濾波器研究的一個(gè)重要方面。多級(jí)中值濾波則正是人們?cè)谂で蟮募嬗屑?xì)節(jié)保護(hù)和噪聲抑制的優(yōu)良特性的濾波器結(jié)構(gòu)。研究表明，長度較小的窗口能夠較好地保護(hù)信號(hào)的細(xì)節(jié)信息，但卻不能有效地濾除隨機(jī)噪聲；而長度較大的滑動(dòng)窗口能更好地抑制噪聲，同時(shí)卻嚴(yán)重地?fù)p失重要信息。根據(jù)噪聲性質(zhì)自動(dòng)改變?yōu)V波窗口長度的滑動(dòng)加權(quán)中值濾波器，更好地適應(yīng)去噪的需求。