数学之路-python计算实战(7)-机器视觉-图像产生加性零均值高斯噪声

图像产生加性零均值高斯噪声。在灰度图上加上噪声，加上噪声的方式是每一个点的灰度值加上一个噪声值。噪声值的产生方式为Box-Muller算法生成高斯噪声。

在计算机模拟中，常常须要生成正态分布的数值。最主要的一个方法是使用标准的正态累积分布函数的反函数。

除此之外还有其它更加高效的方法。Box-Muller变换就是当中之中的一个。

还有一个更加快捷的方法是ziggurat算法。以下将介绍这两种方法。

一个简单可行的而且easy编程的方法是：求12个在（0,1）上均匀分布的和。然后减6(12的一半)。

这样的方法能够用在非常多应用中。这12个数的和是Irwin-Hall分布；选择一个方差12。这个随即推导的结果限制在（-6,6）之间，而且密度为12。是用11次多项式预计正态分布。

Box-Muller方法是以两组独立的随机数U和V。这两组数在(0,1]上均匀分布。用U和V生成两组独立的标准常态分布随机变量X和Y:

。

这个方程的提出是由于二自由度的卡方分布非常easy由指数随机变量（方程中的lnU）生成。因而通过随机变量V能够选择一个均匀围绕圆圈的角度，用指数分布选择半径然后变换成（正态分布的）x,y坐标。

Box-Muller 是产生随机数的一种方法。Box-Muller 算法隐含的原理非常深奥。但结果却是相当简单。

它通常是要得到服从正态分布的随机数。基本思想是先得到服从均匀分布的随机数再将服从均匀分布的随机数转变为服从正态分布。

# -*- coding: utf-8 -*-

#加性零均值高斯噪声

#code:[email protected]

import cv2

import numpy as np

fn="test2.jpg"

myimg=cv2.imread(fn)

img=cv2.cvtColor(myimg,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

param=30

#灰阶范围

grayscale=256

w=img.shape[1]

h=img.shape[0]

newimg=np.zeros((h,w),np.uint8)

for x in xrange(0,h):

    for y in xrange(0,w,2):

        r1=np.random.random_sample()

        r2=np.random.random_sample()

        z1=param*np.cos(2*np.pi*r2)*np.sqrt((-2)*np.log(r1))

        z2=param*np.sin(2*np.pi*r2)*np.sqrt((-2)*np.log(r1))

        fxy=int(img[x,y]+z1)

        fxy1=int(img[x,y+1]+z2)

        #f(x,y)

        if fxy<0:

            fxy_val=0

        elif fxy>grayscale-1:

            fxy_val=grayscale-1

        else:

            fxy_val=fxy

        #f(x,y+1)

        if fxy1<0:

            fxy1_val=0

        elif fxy1>grayscale-1:

            fxy1_val=grayscale-1

        else:

            fxy1_val=fxy1

        newimg[x,y]=fxy_val

        newimg[x,y+1]=fxy1_val

cv2.imshow('preview',newimg)

cv2.waitKey()

cv2.destroyAllWindows()

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http://blog.csdn.net/myhaspl/

以下部分代码为彩色图像的高斯噪声产生  

# -*- coding: utf-8 -*-

#加性零均值高斯噪声

#code:[email protected]

import cv2

import numpy as np

fn="test2.jpg"

myimg=cv2.imread(fn)

img=myimg

param=30

#灰阶范围

grayscale=256

w=img.shape[1]

h=img.shape[0]

newimg=np.zeros((h,w,3),np.uint8)

for x in xrange(0,h):

    for y in xrange(0,w,2):

        r1=np.random.random_sample()

        r2=np.random.random_sample()

        z1=param*np.cos(2*np.pi*r2)*np.sqrt((-2)*np.log(r1))

        z2=param*np.sin(2*np.pi*r2)*np.sqrt((-2)*np.log(r1))

.........

.........

        newimg[x,y,0]=fxy_val_0

        newimg[x,y,1]=fxy_val_1

        newimg[x,y,2]=fxy_val_2

        newimg[x,y+1,0]=fxy1_val_0

        newimg[x,y+1,1]=fxy1_val_1

        newimg[x,y+1,2]=fxy1_val_2

cv2.imshow('preview',newimg)

cv2.waitKey()

cv2.destroyAllWindows()