MATLAB高效导向滤波图像处理系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现快速导向滤波算法，在保持图像边缘细节的同时完成高效平滑处理。支持灰度与彩色图像，提供可调参数，线性时间复杂度显著提升计算效率。

详 情 说 明

基于MATLAB的快速导向滤波图像平滑与细节增强系统

项目介绍

本项目实现了一种高效的导向滤波算法，能够在保持图像边缘特征的同时快速实现图像平滑处理。该算法模拟双边滤波的边缘保持特性，但通过线性时间复杂度实现更快的计算速度。系统支持灰度图像和彩色图像处理，提供可调节的滤波半径和正则化参数，适用于图像去噪、细节增强、HDR色调映射等应用场景。

功能特性

• 高效计算：采用线性时间复杂度的导向滤波核心算法，计算速度显著优于传统双边滤波
• 边缘保持：基于局部线性模型构建与求解，有效保留图像边缘特征
• 加速技术：集成均值滤波的积分图加速技术，进一步提升处理效率
• 多格式支持：支持RGB彩色图像（M×N×3矩阵）和灰度图像（M×N矩阵）处理
• 参数可调：提供可调节的滤波半径和正则化参数，满足不同应用需求
• 多功能应用：适用于图像去噪、细节增强、HDR色调映射等多种场景

使用方法

基本调用

% 读取图像 input_image = imread('input.jpg');

% 默认参数处理 [filtered_image, processing_time] = main(input_image);

高级参数设置

% 自定义参数处理 r = 8; % 滤波半径（正整数） eps = 0.01^2; % 正则化参数（正实数）

% 提供导向图像（可选） guidance_image = imread('guidance.jpg');

% 带参数调用 [filtered_image, processing_time] = main(input_image, guidance_image, r, eps);

输出结果

• 滤波后图像：与输入图像尺寸相同的平滑结果，保持原始数据类型
• 处理时间统计：算法执行时间（毫秒）
• 参数效果对比图：可选输出不同参数下的效果对比可视化

系统要求

• MATLAB R2016b或更高版本
• Image Processing Toolbox
• 内存：建议4GB以上
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS

文件说明

主程序文件整合了导向滤波的核心处理流程，实现了图像数据读取与验证、参数初始化与校验、导向图像处理逻辑、基于积分图加速的均值滤波计算、局部线性模型系数求解、最终滤波结果生成、处理性能计时与输出，以及可选的可视化对比功能。该文件作为系统的统一入口，提供了完整的图像处理管道。