基于matlab圖像頻域分析與仿真-文庫(kù)吧資料
2024-11-20 15:27本頁(yè)面
【正文】 巴特沃斯低通濾波器已經(jīng)呈現(xiàn)出理想低通濾波器的特性。當(dāng)d0=100時(shí)，濾波后的圖像比較清晰，但高頻分量損失后，圖像的邊沿與頭像變得有些模糊，在圖像的邊框附近仍然有輕微的振鈴現(xiàn)象。其傳遞函數(shù)： （1）理想高通濾波器 （2）指數(shù)高通濾波器 （3）巴特沃斯高通濾波器 （4）梯形高通濾波器 第四章 Matlab實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析 實(shí)驗(yàn)步驟1. 傅立葉變換1） 圖像的快速傅立葉變換，分別顯示其幅度圖像和相位圖像 2) 僅對(duì)相位部分做傅立葉反變換，查看其顯示結(jié)果 3） 僅對(duì)幅度部分做傅立葉反變換，查看其顯示結(jié)果 僅對(duì)幅度信息進(jìn)行傅立葉逆變換結(jié)果2. 平滑濾波器1） 理想低通濾波器、巴特沃斯低通濾波器和高斯低通濾波器的濾波 理想低通濾波器濾波效果（d0=15,30,100） 當(dāng)截止頻率d0=15時(shí)，濾波后的圖像模糊，難以分辨，振鈴現(xiàn)象明顯。高通濾波器與低通濾波器的作用相反，它使高頻分量順利通過，而消弱低頻。（1） 指數(shù)低通濾波器 式中，n表示指數(shù)函數(shù)衰減率。常用的頻域低通濾波器：理想低通濾波器（Ideal Low Pass Filter縮寫為ILPF）、指數(shù)低通濾波器（Exponential Low Pass Filter縮寫為ELPF）、巴特沃斯低通濾波器（Butterworth Low PassFilter縮寫為BLPF）。H濾波濾去了高頻成分，而低頻信息基本無損失地通過。由卷積定理，低通濾波器數(shù)學(xué)表達(dá)式為：G(u,v)=F(u,v)H(u,v)式中，F(xiàn)(u,v)為含有噪聲的原圖像的傅里葉變換域；H(u,v)為傳遞函數(shù)；G(u,v)為經(jīng)低通濾波后輸出圖像的傅里葉變換。在傅立葉變換域中，變換系數(shù)能反映某些圖像的特征，如頻譜的直流分量對(duì)應(yīng)于圖像的平均亮度，噪聲對(duì)應(yīng)于頻率較高的區(qū)域，圖像實(shí)體位于頻率較低的區(qū)域等，因此頻域常被用于圖像增強(qiáng)。 低通濾波信號(hào)或圖像的能量大部分集中在幅度譜的低頻和中斷頻，而在較高頻段，感興趣的信息常被噪聲所淹沒。單變量連續(xù)函數(shù)f(x)的傅立葉變換F(u)定義為等式： 其中。頻域增強(qiáng)的主要步驟是：選擇變換方法，將輸入圖像變換到頻域空間；在頻域空間里，根據(jù)處理目的設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)移函數(shù)，并進(jìn)行處理；將所得結(jié)果用反變換得到增強(qiáng)的圖像；常用的頻域增強(qiáng)方法有低通濾波和高通濾波； 傅立葉變換傅立葉變換在圖像處理中有著重要的作用，傅立葉是數(shù)字圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)，其通過在時(shí)空域和頻率域來回切換圖像，對(duì)圖像的信息特征進(jìn)行提取和分析，簡(jiǎn)化了計(jì)算工作量，被喻為描述圖像信息的第二種語言，廣泛應(yīng)用于圖像變換，圖像編碼與壓縮，圖像分割，圖像重建等。常用的空域非線性銳化濾波微分算子有sobel算子、佩恩、prewitt算子、log算子等。語句h=fspecial（‘laplacian’，）得到的拉普拉斯算子為： h= 鄰域平均可以模糊圖像，因?yàn)槠骄鶎?duì)應(yīng)積分，所以利用微分可以銳化圖像。 1 8 1。 線性銳化濾波器 線性高通濾波器是最常用的線性銳化濾波器，這種濾波器的中心系數(shù)都是正的，而周圍的系數(shù)都是負(fù)的，所有的系數(shù)之和為0。［ｍｎ］指定濾波模板的大小，默認(rèn)模板為33。B=medfilt2(A)。 type parameters 說明 average hsize均值濾波，如果領(lǐng)域?yàn)榉疥嚕瑒thsize為標(biāo)量，否則由兩元素向量hsize指定領(lǐng)域的行數(shù)和列數(shù) disk radius有（radius*2+1)個(gè)邊的圓形均值濾波器gaussian hsize,sigma標(biāo)準(zhǔn)偏差為sigma，大小為hsize的高斯低通濾波器laplacian alpha系數(shù)由alpha（～）決定的二維拉普拉斯濾波 loghsize，sigma標(biāo)準(zhǔn)偏差為sigma，大小為hsize的高斯濾波旋轉(zhuǎn)對(duì)稱拉氏算子motionlen，theta按角度theta移動(dòng)len個(gè)像素的運(yùn)動(dòng)濾波器prewitt 無近似計(jì)算垂直梯度的水平邊緣強(qiáng)調(diào)算子sobel 無近似計(jì)算垂直梯度光滑效應(yīng)的水平邊緣強(qiáng)調(diào)算子unsharp alpha根據(jù)alpha決定的拉氏算子創(chuàng)建的掩模濾波器 Matlab中預(yù)定義的濾波器種類Matlab提供了一個(gè)函數(shù)imnoise來給圖像增添噪聲，其語法格式為：J=imnoise（I，type）；J=imnoise（I，type，parameters）； 參數(shù)type指定噪聲的種類，parameters是與噪聲種類有關(guān)的具體參數(shù)，. 種類 參數(shù) 說明gaussianm，v均值為m，方差為v的高斯白噪聲localvar v均值為0，方差為v的高斯白噪聲passion 無泊松噪聲salt pepper 無椒鹽噪聲speckle v均值為0，方差為v的均勻分布隨機(jī)噪聲 非線性平滑濾波器中值濾波器是一種常用的非線性平滑濾波器，其濾波原理與均值濾波原理器的方法類似，但計(jì)算的非加權(quán)求和，而是把領(lǐng)域中的圖像的像素按灰度級(jí)進(jìn)行排序，然后選擇改組的中間值作為輸出像素值。結(jié)合以上兩種分類方法，可將空間濾波增強(qiáng)方法分為4類：（1） 線性平滑濾波器（低通）（2） 非線性平滑濾波器（低通）（3） 線性銳化濾波器（高通）（4） 非線性銳化濾波器（高通） 平滑濾波器 線性平滑濾波器線性平滑低通濾波器也稱為均值濾波器，這種濾波器的所有系數(shù)都是正數(shù)，對(duì)33的模版來說，最簡(jiǎn)單的是取所有系數(shù)為1，為了保持輸出圖像任然在原來圖像的灰度值范圍內(nèi)，模版與像素領(lǐng)域的乘積都要除以9.Matlab提供了fspecial函數(shù)生成濾波時(shí)所用的模版，并提供filter2函數(shù)用指定的濾波器模版對(duì)圖像進(jìn)行運(yùn)算。平滑
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