【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 基于 MATLAB的頻域增強(qiáng)仿真 姓 名 院（系） 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職 稱 論文答辯日期 學(xué) 生 承 諾 書 本人鄭重承諾此論文是在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包括其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。相關(guān)文獻(xiàn)的引用已在論文中作了明確的說(shuō)明。 論文與資料若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)一切責(zé)任。 特此聲明！ 簽名： 年 月 日 摘 要 本文主要研究 MATLAB 在 頻域圖像增強(qiáng) 技術(shù)中的應(yīng)用。分析了頻域?yàn)V波增強(qiáng)的原理和主要實(shí)現(xiàn)步 驟；主要介紹了常用的頻域增強(qiáng)方法 :低通濾波和高通濾波 ,詳細(xì)論述 了如何利用具體的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)頻域圖像增強(qiáng)的 MATLAB 仿真，給出了具體的 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn)，并分別給出了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字圖像在各種處理前與處理后的對(duì)照?qǐng)D像，同時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和比較。 關(guān)鍵詞 ： MATLAB 頻域圖像增強(qiáng) 低通濾波 高通濾波 目 錄 1 前言 .................................................................... 1 圖像增強(qiáng) .............................................................. 1 研究主要內(nèi)容 .......................................................... 1 2 MATLAB 簡(jiǎn)述 ........................................................... 2 MATLAB 的概況 ....................................................... 2 MATLAB 的特點(diǎn) ....................................................... 2 MATLAB 的主要功能 .................................................... 3 MATLAB 在圖像處理中的應(yīng)用 ............................................ 4 3 頻域增強(qiáng) ................................................................ 5 什么是頻域增強(qiáng) ........................................................ 5 頻域增強(qiáng)原理 .......................................................... 5 頻域增強(qiáng)概述 ........................................................ 5 低通濾波 ............................................................ 6 高通濾波 ............................................................ 9 4 頻域增強(qiáng)的 Matlab 仿真 ................................................... 11 低通濾波 Matlab 仿真 ................................................... 11 高通濾波 Matlab 仿真 ................................................... 16 5 總結(jié) ................................................................... 20 增強(qiáng)方法的選取和對(duì)仿真結(jié)果的影響 ...................................... 20 課題展望 ............................................................. 21 參考文獻(xiàn) ................................................................. 22 英文摘要 ................................................................. 23 致謝 ..................................................................... 23 1 1 前言 圖像增強(qiáng) 影響系統(tǒng) 圖像清晰程度的因素很多，例如室外光照度不夠均勻就會(huì)造成圖像灰度過(guò)于集中；由 CCD（攝像頭）獲得的圖像經(jīng)過(guò) A/D（數(shù) /模轉(zhuǎn)換，該功能在圖像系統(tǒng)中由數(shù)字采集卡來(lái)實(shí)現(xiàn)）轉(zhuǎn)換、線路傳送都會(huì)產(chǎn)生噪聲污染等等。因此圖像質(zhì)量不可避免的降低了，輕者表現(xiàn)為圖像不干凈，難于看清細(xì)節(jié)；重者表現(xiàn)為圖像模糊不清，連概貌也看不出來(lái)。因此，在對(duì)圖像進(jìn)行 分析之前，必須要對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行改善，一般情況下改善的方法有圖像增強(qiáng) 。 圖像在采集過(guò)程中不可避免的會(huì)受到傳感器靈敏度、噪聲干擾以及模數(shù)轉(zhuǎn)化時(shí)量化問(wèn)題等等因素影響而導(dǎo)致圖像無(wú)法達(dá)到人眼的視覺(jué)效 果，為了實(shí)現(xiàn)人眼觀察或者機(jī)器自動(dòng)分析的目的，對(duì)原始圖像所做的改善行為，就被稱作圖像增強(qiáng)技術(shù)。 圖像增強(qiáng)不考慮圖像質(zhì)量下降的原因，只將圖像中感興趣的特征有選擇的突出，而衰減不需要的特征，它的目的主要是提高圖像的可懂度。 由于圖像增強(qiáng)技術(shù)現(xiàn)在還沒(méi)有統(tǒng)一為一種算法，因此圖像增強(qiáng)技術(shù)由于各種不同目的而產(chǎn)生了多種算法，把這些 算法可以根據(jù)處理空間的不同分為基于空間域的圖像增強(qiáng)算法和基于 頻 域的圖像增強(qiáng)算法。 空域法主要是對(duì)圖像中的各個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行操作；而頻域法是在圖像的某個(gè)變換域內(nèi)，對(duì)圖像進(jìn)行操作，修改變換后的系數(shù)，例如付立 葉變換、 DCT 變換等的系數(shù)，然后再進(jìn)行反變換得到處理后的圖像。 頻域處理法的基礎(chǔ)是卷積定理。它采用修改圖像傅立葉變換的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的增強(qiáng)處 理。 頻域增強(qiáng)在許多領(lǐng)域發(fā)揮著愈來(lái)愈重要的作用。頻域增強(qiáng)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于氣象工程、遙感技術(shù)、醫(yī)學(xué)、公安、物理、化學(xué)、通信工程、印染工業(yè)、科學(xué)研究、智能機(jī)器人、交通、天文、地質(zhì)、生物、文教等眾多領(lǐng)域，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。 本文運(yùn)用 MATLAB 對(duì)頻域圖像增強(qiáng)進(jìn)行仿真。 MATLAB 擁有功能強(qiáng)大的適應(yīng)于圖像分析和處理的工具箱 , 常用的有圖像處理具箱、小波工具箱及數(shù)字信 號(hào)處理工具箱。利用如此多的工具 , 可以方便地從各個(gè)方面對(duì)圖像的性質(zhì)進(jìn)行深入的研究。 MATLAB 在圖像處理中的應(yīng)用是由相應(yīng)的 MATLAB 函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 研究主要內(nèi)容 本文主要研究了 MATLAB 在頻域圖像增強(qiáng)技術(shù)中的應(yīng)用 ,并利用 MATLAB 對(duì)數(shù)字圖像頻域增強(qiáng)進(jìn)行了仿真。在頻域?yàn)V波增強(qiáng)中，本文對(duì)高通濾波、低通濾波、進(jìn)行了研 2 究。對(duì)于以上的研究對(duì)象，都給以了具體的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方法，附上了具體的實(shí)現(xiàn)程序，并對(duì)各種實(shí)現(xiàn)的方法得出的結(jié)果進(jìn)行比較和分析。 2. MATLAB 簡(jiǎn)述 MATLAB 的概況 MATLAB 是矩 陣實(shí)驗(yàn)室（ Matrix Laboratory）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力 外 ,它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算 ,文字處理 ,可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能 。 MATLAB 是集數(shù)值計(jì)算，符號(hào)運(yùn)算及圖形處理等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言。作為強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算平臺(tái)，它幾乎能夠滿足所有的計(jì)算需求。 MATLAB 軟件具有很強(qiáng)的開(kāi)放性和適用性。在保持內(nèi)核不變的情況下， MATLAB可以針對(duì)不同的應(yīng)用學(xué)科推出相應(yīng)的工具箱 (toolbox)。目前， MATLAB 已經(jīng)把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng) 用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、概率統(tǒng)計(jì)、信號(hào)處理、圖像處理和物理仿真等，都在工具箱（ Toolbox）家族中有自己的一席之地。