数字图像处理实验二.doc

实验名称 频域图像增强 指导老师 毕务忠 班级 信处152 实验日期 2018/4/17 实验地点 5205 学生信息 （依次填入姓名、学号） 张南卿 2015021118 成绩 实验目的 1.了解图像变换的意义和手段； 2.熟悉傅里叶变换的基本性质； 3.热练掌握FFT方法及应用； 4.通过实验了解二维频谱的分布特点； 5.通过本实验掌握利用MATLAB编程实现数字图像的傅立叶变换及滤波锐化和平滑处理； 6. 了解理想、巴特沃兹、高斯等不同滤波器的结构及滤波效果。 实验原理 1应用傅立叶变换进行图像处理 傅里叶变换是线性系统分析的一个有力工具，它能够定量地分析诸如数字化系统、采样点、电子放大器、卷积滤波器、噪音和显示点等的作用。通过实验培养这项技能，将有助于解决大多数图像处理问题。对任何想在工作中有效应用数字图像处理技术的人来说，把时间用在学习和掌握博里叶变换上是很有必要的。 2傅立叶（Fourier）变换的定义 2.1 对于二维信号，二维Fourier变换定义为： 　 二维离散傅立叶变换为： 电子工程学院 数字图像处理 课程实验报告 图像的傅立叶变换与一维信号的傅立叶变换变换一样，有快速算法，具体参见参考书目，有关傅立叶变换的快速算法的程序不难找到。实际上，现在有实现傅立叶变换的芯片，可以实时实现傅立叶变换。 2.2 巴特沃斯滤波器 巴特沃斯lowpass filter Butterworth highpass filter 2.3 gaussian filter gaussian lowpass filter gaussian highpass filter 3利用MATLAB软件实现数字图像傅立叶变换的程序： I=imread(‘原图像名.gif’); %读入原图像文件 imshow(I); %显示原图像 fftI=fft2(I); %二维离散傅立叶变换 sfftI=fftshift(fftI); %直流分量移到频谱中心 RR=real(sfftI); %取傅立叶变换的实部 II=imag(sfftI); %取傅立叶变换的虚部 A=sqrt(RR.^2+II.^2);%计算频谱幅值 A=（A-min(min(A))）/(max(max(A))-min(min(A)))*225; %归一化 figure; %设定窗口 imshow(A); %显示原图像的频谱 实验仪器与设备（包括实验平台、实验材料等） 1.计算机； 2. MATLAB程序； 3.移动式存储器（软盘、U盘等）。 4.记录用的笔、纸。 实验内容（包括实验电路、实验步骤与流程、源程序代码、调试过程记录等，可另附页） 1.打开计算机，安装和启动MATLAB程序； 2.利用MatLab工具箱中的函数编制FFT频谱显示的函数; 3. a).调入、显示图像； b)对图像做FFT并利用自编的函数显示其频谱; c)讨论不同的图像内容与FFT频谱之间的对应关系。 4. 对频谱分别进行巴特沃兹、高斯滤波(高通和低通)，比较其锐化和平滑效果 5.记录和整理实验报告。 实验结果及分析（包括程序和数据的记录及分析、实验总结等，可另附页） i=imread(C:\picture\lena.bmp); %读入原图像文件 figure(1); %设定窗口 imshow(i); %显示原图像 colorbar; %显示图像的颜色条 title(原图像) %图像命名 j=fft2(i); %二维离散傅立叶变换 k=fftshift(j); %直流分量移到频谱中心 l=log(abs(k)); %数字图像的对数变换 figure(2); %设定窗口 imshow(l,[]); %显示原图像 colorbar; %显示图像的颜色条 title(经过二维快速傅立叶变换后的图像) %图像命名 n=ifft2(j)/255;%逆二维快速傅里叶变换 figure(3); %设定窗口 imshow(n);%显示原图像 colorbar;%显示图像的颜色条 title(经过二维快速傅立叶逆变换后的图像)%图像命名 m=fftshift(j);%直流分量移到频谱中心 RR=real(m);%取傅立叶变换的实部 II=imag(m); %取傅立叶变换的虚部 A=sqrt(RR.^2+II.^2);%计算频谱幅值 A=(A-min(min(A)))/(ma x(max(A))-min(min(A)))*225;%归一化 figure(4);%设定窗口 imshow(A);%显示原