最新基于matlab的數(shù)字圖像課程設(shè)計圖像頻域增強(qiáng)高通濾波器算法設(shè)計-在線瀏覽
2025-08-06 13:33本頁面
【正文】 術(shù)）、彩色超聲波等。 (1)圖像信息的獲取為了在計算機(jī)上進(jìn)行圖像處理，必須把作為處理對象的模擬圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息。該部分主要由處理系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)。該部分組要功能也由硬件完成。(4)數(shù)字圖像通訊80年代以來，由于計算機(jī)技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的巨大發(fā)展，推動了通訊技術(shù)（包括語言、數(shù)據(jù)、圖像）的飛速發(fā)展。(5)圖像的輸出和顯示數(shù)字圖像處理的最終目的是為了提供便于人眼或接收系統(tǒng)解釋和社別圖像，因此圖像的輸出和顯示很重要。 MATLAB簡介 MATLAB基本功能MATLAB是很實(shí)用的數(shù)學(xué)軟件它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值運(yùn)算方面首屈一指。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB成為一個強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。 MATLAB產(chǎn)品應(yīng)用MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行以下各種工作： （1）數(shù)值分析 （2）數(shù)值和符號計算 （3）工程與科學(xué)繪圖 （4）控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 （5）數(shù)字信號處理技術(shù) （6）通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真 MATLAB特點(diǎn)（1）此高級語言可用于技術(shù)計算 （2）此開發(fā)環(huán)境可對代碼、文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 （3）交互式工具可以按迭代的方式探查、設(shè)計及求解問題 （4）二維和三維圖形函數(shù)可用于可視化數(shù)據(jù) （5）各種工具可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面 MATLAB系列工具優(yōu)勢（1）友好的工作平臺和編程環(huán)境MATLAB由一系列工具組成。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。 （2）簡單易用的程序語言MATLAB一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。新版本的MATLAB語言是基于最為流行的C＋＋語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與C＋＋語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是MATLAB能夠深入到科學(xué)研究及工程計算各個領(lǐng)域的重要原因。其擁有600多個工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計算功能。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等。設(shè)為輸入圖像，為傅里葉變換后的輸出，為轉(zhuǎn)移函數(shù)(也稱為濾波函數(shù))，為對進(jìn)行頻域?yàn)V波后的輸出，為經(jīng)傅里葉反變換后得到的頻域?yàn)V波增強(qiáng)圖像，則有： () ()頻域?yàn)V波增強(qiáng)步驟 ：(1)用乘以輸入圖像，進(jìn)行中心變換；(2)對步驟(1)的計算結(jié)果圖像進(jìn)行二維傅里葉變換，即求；(3)用設(shè)計的轉(zhuǎn)移函數(shù)乘以，求；(4)求步驟（3）的計算結(jié)果的傅里葉反變換，即計算；(5)用乘以步驟（4）的計算結(jié)果，就可得到通過頻域?yàn)V波增強(qiáng)后的圖像。圖像變換是許多圖像處理和分析技術(shù)的基礎(chǔ)。對于圖像，其二維離散傅里葉變換定義為： ()二維離散傅里葉反變換定義為： ()二維離散傅里葉變換的傅里葉頻譜、相位和能量譜為:傅里葉頻譜： ()相位譜： ()能量譜： ()由傅里葉頻譜的特性可知，u和v同時為0時的頻率成分對應(yīng)于圖像的平均灰度級。圖像的頻域?yàn)V波增強(qiáng)正是基于這種機(jī)理。簡單地說，高通濾波器就是衰減傅里葉變換中的低頻分量，而通過傅里葉變換中的高頻分量。圖像經(jīng)過高頻濾波器處理后，許多低頻信號沒了因此圖像的平滑區(qū)域基本上消失。所謂高頻加強(qiáng)濾波就是在原有的濾波器傳遞函數(shù)上加上一個介于0~1之間的常數(shù)c： () 理想高通濾波一個二維理想高通濾波器（IPHF）的傳遞函數(shù)定義為： ()式中是點(diǎn)到頻率平面原點(diǎn)的距離，是頻率平面上從原點(diǎn)算起的截止距離即截止頻率。值得注意的是：當(dāng)時，下降到最大值的1/2。此式易于修改成使它本身滿足這一約束條件，即利用下式： () 指數(shù)高通濾波具有截止頻率的指數(shù)型高通濾波器（EHPF）的傳遞函數(shù)定義為： ()參量n控制著從原點(diǎn)算起的距離函數(shù)的增長率。 梯形高通濾波梯形高通濾波器（THPF）的傳遞函數(shù)定義為： ()式中 ，是規(guī)定的，并假定 。 高斯高通濾波高斯高通濾波器（GHPF）的傳遞函數(shù)定義為： ()式中M,N為目標(biāo)矩陣的寬和高，為高斯高通濾波器的分布參數(shù)，其值可以任意取大于0的實(shí)數(shù)，本次課程設(shè)計將會取兩個不同的值對其濾波結(jié)果進(jìn)行比較。D:\39。 %讀入圖像A=rgb2gray(RGB)。 %顯示原圖imshow(A)。(a) 原圖像39。 %數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為雙精度型
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