Медианный фильтр на языке программирования D

Обработка изображений играет важную роль в различных областях, таких как медицина, спутниковая съемка, компьютерное зрение и многие другие. Одним из основных инструментов в обработке изображений является фильтрация. Медианный фильтр — это мощный метод, используемый для удаления шума из изображений. В этой статье мы рассмотрим, что такое медианный фильтр, как он работает, и как его реализовать на языке программирования D. Также мы приведем примеры кода и обсудим результаты применения медианного фильтра на реальных изображениях.

Определение медианного фильтра

Медианный фильтр — это нелинейный цифровой фильтр, который используется для удаления импульсного шума из изображений. В отличие от средних фильтров, медианный фильтр заменяет значение пикселя в изображении медианой значений пикселей в его окрестности. Это позволяет эффективно устранять шум, сохраняя края и детали изображения.

Описание работы медианного фильтра

Работа медианного фильтра заключается в следующем:

1. Выбирается размер окна фильтрации, обычно квадратное окно (например, 3×3, 5×5).
2. Окно перемещается по изображению, и на каждом шаге значения пикселей внутри окна сортируются.
3. Среднее значение (медиана) этих отсортированных значений заменяет центральный пиксель окна.

Этот процесс повторяется для каждого пикселя изображения, что приводит к уменьшению шума при сохранении важной информации.

Примеры кода на языке D

Давайте рассмотрим реализацию медианного фильтра на языке программирования D. Для работы с изображениями мы будем использовать библиотеку dlib.

import std.stdio;
import std.algorithm;
import std.conv;
import std.range;
import std.array;
import std.file;
import dlib.image;

// Функция для применения медианного фильтра к изображению
Image applyMedianFilter(const Image input, const int windowSize) {
    auto output = input.dup;
    const halfWindowSize = windowSize / 2;

    foreach (y; halfWindowSize .. input.height - halfWindowSize) {
        foreach (x; halfWindowSize .. input.width - halfWindowSize) {
            int[] window;
            foreach (dy; -halfWindowSize .. halfWindowSize + 1) {
                foreach (dx; -halfWindowSize .. halfWindowSize + 1) {
                    window ~= input.pixel(x + dx, y + dy).r; // Предполагаем черно-белое изображение
                }
            }
            window.sort();
            int median = window[window.length / 2];
            output.pixel(x, y) = Pixel(median, median, median); // Заменяем пиксель медианой
        }
    }
    return output;
}

void main() {
    auto inputImage = readImage("input_image.bmp");
    auto filteredImage = applyMedianFilter(inputImage, 3);
    filteredImage.save("output_image.bmp");
    writeln("Фильтрация завершена.");
}

---

---