數(shù)字圖像處理實驗二圖像變換與二維數(shù)字濾波精編版

1、最新資料推薦6四、五、六、實驗二、圖像變換與二維數(shù)字濾波1、2、3、4、5、1、2、1、2、3、4、1、2、3、1、2、3、4、5、實驗目的了解圖像正變換和逆變換的原理。 理解圖像變換系數(shù)的特點。掌握常用圖像變換的實現(xiàn)過程。 了解圖像變換在圖像數(shù)據(jù)壓縮等方面的應用。 掌握二維數(shù)字濾波器的作用以及在圖像濾波中的實際應用。 實驗主要儀器設備計算機安裝了圖像處理工具箱的 MATLAB 軟件。實驗原理二維離散傅里葉變換、余弦變換、小波變換的正逆變換公式。 圖像的頻譜分析原理。討論正交變換的應用。二維FIR濾波器在圖像濾波中的應用。實驗內容在MATLAB環(huán)境中，進行圖像的離散傅里葉變換和離散余弦變換，觀

2、察圖像的頻譜 并減少DCT系數(shù)，觀察重建信號和誤差信號，理解正交變換在壓縮編碼中的應用。 在 zMATLAB 環(huán)境中，進行圖像的近似圖像和各方向的細節(jié)圖像，觀察重建圖像， 理解小波變換在圖像特征檢測(如邊緣檢測、方向檢測等)中的應用。在MATLAB環(huán)境中，實驗圖像的二維 FIR濾波。實驗步驟選擇典型圖像作為研究對象( football.jpg )。 顯示原始圖像。進行圖像變換( DFT、 DCT、 DWT)。 對圖像進行處理(如選擇不同個數(shù)的變換系數(shù)可以進行壓縮) 。 對圖像進行逆變換復原圖像，觀察重建圖像和誤差圖像進行分析。 實驗程序1)I=imread(italy.jpg);subplot

3、(3,3,1);imshow(I); J=rgb2gray(I);subplot(3,3,2);imshow(J);F1=fft2(J); subplot(3,3,3);imshow(log(abs(F1)+1),0 10);F2=fftshift(F1);subplot(3,3,4); imshow(log(abs(F2)+1),0 10);K=dct2(J); subplot(3,3,5),imshow(log(abs(K)+1,0 10);2)l=imreadCitaly.j pg);sub plot(3,3,1);imshow(l);titie原圖);X=rgb2gray(l);sub

4、 plot(3,3,2);imshow(X);titl灰度);cA1,cH1,cV1,cD1=dwt2(X,bior3.7);cA1,cH1,cV1,cD1=dwt2(X,bior3.7);A1=upcoef2(a,cA1,bior3.7,1);H1=upcoef2(h,cH1,bior3.7,1);V1=upcoef2(v,cH1,bior3.7,1);D1=upcoef2(d,cD1,bior3.7,1);V1=upcoef2(v,cV1,bior3.7,1); subplot(3,3,3);image(wcodemat(A1,192);titleC近似 A1);subplot(3,3,5

5、);subplot(3,3,4); image(wcodemat(H1,192);titleC水平細節(jié)H1);subplot(3,3,5); image(wcodemat(V1,192);titleC垂直細節(jié)V1);subplot(3,3,6); image(wcodemat(D1,192);titleC對角細節(jié)D1);Y=2.0*idwt2(A1,H1,V1,D1,bior3.7);Y1=imresize(,Y0.461);sub plot(3,3,7);image(Y);title逆變換);3)I=imread(italy.j pg);sub plot(3,3,1);imshow(l);t

6、itle原圖); X=rgb2gray(l);sub plot(3,3,2);imshow(X);titl灰度); cA1,cH1,cV1,cD1=dwt2(X,bior3.7);cA1,cH1,cV1,cD1=dwt2(X,bior3.7);A1=upcoef2(a,cA1,bior3.7,1);H1=upcoef2(h,cH1,bior3.7,1);V1=upcoef2(v,cH1,bior3.7,1);D1=upcoef2(d,cD1,bior3.7,1);V1=upcoef2(v,cV1,bior3.7,1);subplot(3,3,3); image(wcodemat(A1,192)

7、;title(近似 A1);subplot(3,3,5);subplot(3,3,4); image(wcodemat(H1,192); title(水平細節(jié)H1);subplot(3,3,5); image(wcodemat(V1,192); title(垂直細節(jié)V1);subplot(3,3,6);image(wcodemat(D1,佃2); titleC對角細節(jié)D1); Y=2.0*idwt2(A1,H1,V1,D1,bior3.7); Y1=imresize(Y0.461);sub plot(3,3,7);image(Y);title逆變換);ca1=wcodemat(cA1,440,

8、mat,0); cal=0.5*ca1;sub plot(3,3,8);image(cal);title(第一次壓縮圖像); cal2=0.3*ca1;sub plot(3,3,9);image(cal2);title(第二次壓縮圖像);七、實驗結果圖*補:*務*密 H XI- W原灰度近佩剛1002003004005DD200 400 600對角細節(jié)D1水平細節(jié)H1垂直細節(jié)VI10020030040050020D 400 6DD逆變換200 400 6001002003004D05Q01002003DD4DD5002DO 4OD era5001000 1500灰度100200300 m500

9、200 400 GOO對角細節(jié)水平細節(jié)H1垂直細節(jié)VI10020030040050020D 400 6DD逆變換1002003004D0500200 400 600 第一次壓縮圖像1002003DD4DD5002D0 40D era第二次壓縮圉像500 1000 1500200400600800100050100ISO20025050WD150200250100 200 3001如 200 300八、思考題1、信號從一維變換到二維變換，在計算方法上有何新的特點？如何實驗快速算法？ 圖像經(jīng)過變換后，成為變換域的矩陣，空間域圖像的處理問題轉化為變化域的濾波 處理，這時處理速度更快。二維多分辨率分析

10、與一維情況類似。與一維小波變換只用一個尺度函數(shù)和一個小波函數(shù)不同的是， 二維情形引入的尺度 函數(shù)換成了尺度函數(shù)和三個小波函數(shù)。 如果小波函數(shù)是一維多分辨率分析的正交小 波基，則二維多分辨率分析的尺度函數(shù)和三個方向小波函數(shù)見 p68.2、如何對重建圖像進行主觀評價和客觀評價，分析重建圖像的質量與重建系數(shù)的關 系？ 重建圖像是以一系列的函數(shù)變換對圖像進行重建。 有利于圖像的壓縮或傳送及方便 學者學習或研究，如醫(yī)學圖像分析等等。DCT的重建系數(shù)可以直接影響重建圖像的質量。3、對圖像單方向的濾波（行濾波、列濾波）與雙方向濾波的計算復雜度進行比較，采 用快速算法呢？雙邊濾波算法考慮到了空間域和值域兩個方面，實現(xiàn)雙邊濾波的基本思路是： 對于模板的各個點來說：,