图像增强频域滤波数字图像处理实验报告(共8页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上计算机与信息工程学院验证性实验报告专业：通信工程 年级/班级：2011级 20132014学年第一学期课程名称数字图像处理指导教师段新涛本组成员学号姓名实验地点计科楼111实验时间周五5-6节项目名称图像增强频域滤波实验类型验证性一、实验目的1掌握怎样利用傅立叶变换进行频域滤波2掌握频域滤波的概念及方法3熟练掌握频域空间的各类滤波器4利用MATLAB程序进行频域滤波二、实验原理及知识点频域滤波分为低通滤波和高通滤波两类，对应的滤波器分别为低通滤波器和高通滤波器。频域低通过滤的基本思想：G(u,v)=F(u,v)H(u,v)F(u,v)是需要钝化图像的傅立叶变换形式，H

2、(u,v)是选取的一个低通过滤器变换函数，G(u,v)是通过H(u,v)减少F(u,v)的高频部分来得到的结果，运用傅立叶逆变换得到钝化后的图像。理想地通滤波器(ILPF)具有传递函数：其中，为指定的非负数，为(u,v)到滤波器的中心的距离。的点的轨迹为一个圆。n阶巴特沃兹低通滤波器(BLPF)(在距离原点处出现截至频率)的传递函数为与理想地通滤波器不同的是，巴特沃兹率通滤波器的传递函数并不是在处突然不连续。高斯低通滤波器(GLPF)的传递函数为其中，为标准差。相应的高通滤波器也包括：理想高通滤波器、n阶巴特沃兹高通滤波器、高斯高通滤波器。给定一个低通滤波器的传递函数，通过使用如下的简单关系，

3、可以获得相应高通滤波器的传递函数：利用MATLAB实现频域滤波的程序f=imread(room.tif);F=fft2(f); %对图像进行傅立叶变换%对变换后图像进行队数变化，并对其坐标平移，使其中心化S=fftshift(log(1+abs(F);S=gscale(S); %将频谱图像标度在0-256的范围内imshow(S) %显示频谱图像h=fspecial(sobel); %产生空间sobel模版freqz2(h) %查看相应频域滤波器的图像PQ=paddedsize(size(f); %产生滤波时所需大小的矩阵H=freqz2(h,PQ(1),PQ(2); %产生频域中的sobel

4、滤波器H1=ifftshift(H); %重排数据序列，使得原点位于频率矩阵的左上角imshow(abs(H),) %以图形形式显示滤波器figure,imshow(abs(H1),)gs=imfilter(double(f),h); %用模版h进行空域滤波gf=dftfilt(f,H1); %用滤波器对图像进行频域滤波figure,imshow(gs,) figure,imshow(gf,)figure,imshow(abs(gs),)figure,imshow(abs(gf),)f=imread(number.tif); %读取图片PQ=paddedsize(size(f); %产生滤波时

5、所需大小的矩阵D0=0.05*PQ(1); %设定高斯高通滤波器的阈值H=hpfilter(gaussian,PQ(1),PQ(2),D0); %产生高斯高通滤波器g=dftfilt(f,H); %对图像进行滤波figure,imshow(f) %显示原图像figure,imshow(g,) %显示滤波后图像三、实验步骤：1调入并显示所需的图片；2利用MATLAB提供的低通滤波器实现图像信号的滤波运算，并与空间滤波进行比较。3利用MATLAB提供的高通滤波器对图像进行处理。4记录和整理实验报告。四、实验仪器1计算机；2MATLAB程序；3移动式存储器（软盘、U盘等）。4记录用的笔、纸。五、实验

6、报告内容1叙述实验过程；2提交实验的原始图像和结果图像。六、实验报告要求 描述实验的基本步骤，用数据和图片给出各个步骤中取得的实验结果，并进行必要的讨论，必须包括原始图像及其计算/处理后的图像。七、实验图片 Fig0409(a)(bld).tif Fig0707(a)(Original).tif.tif八、实验程序及结果先编一部分所需要的子程序如下：function g = gscale(f, varargin)if length(varargin) = 0 % If only one argument it must be f. method = full8;else method = va

7、rargin1;endif strcmp(class(f), double) & (max(f(:) 1 | min(f(:) 1 | low 1 | high 0 error(Parameters low and high must be in the range 0, 1.) end if strcmp(class(f), double) low_in = min(f(:); high_in = max(f(:); elseif strcmp(class(f), uint8) low_in = double(min(f(:)./255; high_in = double(max(f(:).

8、/255; elseif strcmp(class(f), uint16) low_in = double(min(f(:)./65535; high_in = double(max(f(:)./65535; end % imadjust automatically matches the class of the input. g = imadjust(f, low_in high_in, low high); otherwise error(Unknown method.)endfunction PQ = paddedsize(AB, CD, PARAM)if nargin = 1 PQ

9、= 2*AB;elseif nargin = 2 & ischar(CD) PQ = AB + CD - 1; PQ = 2 * ceil(PQ / 2);elseif nargin = 2 m = max(AB); % Maximum dimension. % Find power-of-2 at least twice m. P = 2nextpow2(2*m); PQ = P, P;elseif nargin = 3 m = max(AB CD); % Maximum dimension. P = 2nextpow2(2*m); PQ = P, P;else error(Wrong nu

10、mber of inputs.)endfunction g = dftfilt(f, H)F = fft2(f, size(H, 1), size(H, 2);g = real(ifft2(H.*F);g = g(1:size(f, 1), 1:size(f, 2);function H = hpfilter(type, M, N, D0, n)if nargin = 4 n = 1; % Default value of n.end% Generate highpass filter.Hlp =lpfilter(type, M, N, D0, n);H = 1 - Hlp;function

11、H = lpfilter(type, M, N, D0, n)%LPFILTER Computes frequency domain lowpass filters.% computing the required distances.U, V = dftuv(M, N);% Compute the distances D(U, V).D = sqrt(U.2 + V.2);% Begin filter computations.switch type case ideal H = double(D M/2);u(idx) = u(idx) - M;idy = find(v N/2);v(id

12、y) = v(idy) - N;% Compute the meshgrid arrays.V, U = meshgrid(v, u);主程序如下：clc;clear allf=imread(Fig0409(a)(bld).tif);F=fft2(f); %对图像进行傅立叶变换%对变换后图像进行队数变化，并对其坐标平移，使其中心化S=fftshift(log(1+abs(F);S=gscale(S); %将频谱图像标度在0-256的范围内subplot 121;imshow(f);title(原始图像)subplot 122;imshow(S) %显示频谱图像title(原始图像的频谱)h=f

13、special(sobel); %产生空间sobel模版freqz2(h) %查看相应频域滤波器的图像PQ=paddedsize(size(f); %产生滤波时所需大小的矩阵H=freqz2(h,PQ(1),PQ(2); %产生频域中的sobel滤波器H1=ifftshift(H); %重排数据序列，使得原点位于频率矩阵的左上角figuresubplot 121;imshow(abs(H),) %以图形形式显示滤波器title(空间滤波器)subplot 122;imshow(abs(H1),)title(空间滤波器移位后的频谱)gs=imfilter(double(f),h); %用模版h进

14、行空域滤波gf=dftfilt(f,H1); %用滤波器对图像进行频域滤波subplot 221;imshow(gs,) title(用模版h进行空域滤波后的图像)subplot 223;imshow(gf,)title(对图像进行频域滤波后的图像)subplot 222;imshow(abs(gs),)title(幅度图像)subplot 224;imshow(abs(gf),)title(幅度图像)f=imread(Fig0707(a)(Original).tif.tif); %读取图片PQ=paddedsize(size(f); %产生滤波时所需大小的矩阵D0=0.05*PQ(1); %设定高斯高通滤波器的阈值H=hpfilter(gaussian,PQ(1),PQ(2),D0); %产生高斯高通滤波器g=dftfilt(f,H); %对图像进行滤波figuresubplot 121;imshow(f) %显示原图像title(原始图像)subplot 122;imshow(g,) %显示滤波后图像title(高斯高通滤波器处理后的图像)教师签名： 年 月 日专心-专注-专业