图像频域增强方法研究 wpy.doc

设计题目：图像频域增强方法研究学院： 班级：学号：设计人：指导老师： 设计时间：2014年12月14日图像频域增强方法研究一、 设计目的1. 掌握图像频域增强的概念及其计算方法；2. 熟悉掌握傅里叶变换和卷积的计算过程；3. 熟练掌握频域滤波中常用的Butterworth低通滤波器；4. 利用MATLAB程序进行图像增强；5. 掌握常用频域高通滤波器的设计；6. 加深理解和掌握图像频谱的特点和频域高通滤波的原理。二、 设计要求1. 熟练掌握MATLAB的运行环境，并能熟练应用；2. 掌握并理解MATLAB的各种编程方式及函数定义；3. 加深对数字图像处理研究。三、 设计方案1. 图像频域增强原理图像增强是按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，消弱或去除某些不需要的信息的处理方法。其主要目的是处理后的图像对某些特定的应用比原理的图像更加有效。2.实现步骤 计算需增强图的傅里叶变换； 将其与1个（根据需要设计的）转移函数相乘； 再将结果傅里叶反变换以得到增强的图。3.实现方法常用的频域增强方法有：低通滤波；高通滤波；同态滤波。4.具体设计内容及其结果.频域理想低通滤波器处理图像I=imread(13.jpg); J=rgb2gray(I); subplot(331); imshow(J);I=double(J); f=fft2(J); g=fftshift(f);subplot(332); imshow(log(abs(g), ), color(jet(64);M, N=size(f); n1=floor(M/2); n2= floor(N/2); d0=35;for i=1:M for j=1:N d=sqrt(i-n1)2+(j-n2)2); if d=d0 h=1; else h=0; end g(i,j)=h*g(i,j); endendg=ifftshift(g); g=uint8(real(ifft2(g);subplot(333); imshow(g); .用巴特沃斯低通滤波器处理图像I=imread(13.jpg);I1=rgb2gray(I);J=imnoise(I1,salt & pepper,0.02);subplot(121);imshow(J);title(含有椒盐噪声的图像)J=double(J);f=fft2(J);g=fftshift(f);M,N=size(f);n=3;d0=40n1=floor(M/2)n2=floor(N/2)for i=1:M for j=1:N d=sqrt(i-n1)2+(j-n2)2) h=1/(1+(d/d0)(2*n); g(i,j)=h*g(i,j); endendg=ifftshift(g);g=uint8(real(ifft2(g);subplot(122);imshow(g);由实验结果知，经频域低通滤波后，图中大部分能量集中在低频分量里。低通滤波器能够让低频信息通过而过滤掉高频分量，以此实现图像平滑去除噪声。.频域理想高通滤波器增强图像I1=imread(jh.jpg); I=rgb2gray(I1);subplot(221);imshow(I); J=imnoise(I, gaussian); subplot(222);imshow(J); title(模糊图像);J=double(J); f=fft2(J); g=fftshift(f);M, N=size(f); n1=floor(M/2); n2= floor(N/2); d0=20; for i=1:M for j=1:N d=sqrt(i-n1)2+(j-n2)2); if d=d0 h1=1; h2=1+0.5; else h1=0; h2=0.5; end g1(i,j)=h1*g(i,j); g2(i,j)=h2*g(i,j); endendg1=ifftshift(g1); g1=uint8(real(ifft2(g1);subplot(223); imshow(g1); title(理想高通滤波图像);g2=ifftshift(g2); g2=uint8(real(ifft2(g2);subplot(224); imshow(g2); title(理想高通加强滤波图像);.用巴特沃斯高通滤波器处理图像clear;I1=imread(jh.jpg); I=rgb2gray(I1);subplot(221);imshow(I); J=imnoise(I, gaussian); subplot(222);imshow(J); title(模糊图像);J=double(J); f=fft2(J); g=fftshift(f);M, N=size(f); n1=floor(M/2); n2= floor(N/2); n=2;d0=20; for i=1:M for j=1:N d=sqrt(i-n1)2+(j-n2)2); if d=0 h1=0; h2=0.5; else h1=1/(1+(d0/d)(2*n); h2=1/(1+(d0/d)(2*n)+0.5; end gg1(i,j)=h1*g(i,j); gg2(i,j)=h2*g(i,j); endendgg1=ifftshift(gg1); gg1=uint8(real(ifft2(gg1);subplot(223); imshow(gg1); title(巴特沃斯高通滤波器);gg2=ifftshift(gg2); gg2=uint8(real(ifft2(gg2);subplot(224); imshow(gg2); title(巴特沃斯高通加强滤波结果);由实验结果知，经过高通滤波，低频分量大部分被过滤。图中各区域的边界有了明显的增强，使图像模糊的边缘得到增强，且整个图像的层次也较丰富。.用同态滤波增强I=imread(140.jpeg);J= rgb2gray(I);subplot(121); imshow(J); title(原图像);J=double(J); f=fft2(J); g=fftshift(f);M, N=size(f); d0=10; rl=0.5; rh=2; c=4;n1=floor(M/2); n2= floor(N/2); for i=1:M for j=1:N d=sqrt(i-n1)2+(j-n2)2); h=(rh-rl)*(1-exp(-c*(d.2/d0.2)+rl; g(i,j)=h*g(i,j); endendg=ifftshift(g); g=uint8(real(ifft2(g);subplot(122); imshow(g); title(同态滤波图像); 由实验结果知，同态滤波使原始图像的背景的亮度被减弱，而图像边缘及图案中线条的对比度增强了。四、 设