數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)4空間域和頻率域圖像處理

1、計(jì)算機(jī)編號(hào)：.電子信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告書課程名：數(shù)字圖像處理課程實(shí)驗(yàn)題目：實(shí)驗(yàn)四空間域和頻率域圖像處理實(shí)驗(yàn)類別：【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】班級(jí)：電子1313學(xué)號(hào)：131003430326姓名：吳限評(píng)語(yǔ)：(1)實(shí)驗(yàn)程序代碼：正確基本正確不正確(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：準(zhǔn)確基本準(zhǔn)確不準(zhǔn)確(3)實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫：規(guī)范基本規(guī)范不規(guī)范成績(jī)：DABCD,指導(dǎo)教師：批閱時(shí)間：年月日數(shù)字圖像處理81、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或題目題目空間域和頻率域圖像處理內(nèi)容圖像灰度變換與空間域?yàn)V波屬于空域圖像處理方法，直接對(duì)圖像像素進(jìn)行處理。圖像灰度變換采用MATLAB工具箱中的灰度變換函數(shù)、直方圖處理函數(shù)等函數(shù)及其相應(yīng)的語(yǔ)法格式對(duì)實(shí)驗(yàn)一生成的圖像進(jìn)行處理?？臻g域?yàn)V

2、波采用MATLAB工具箱中提供的空間域?yàn)V波器對(duì)圖像進(jìn)行空間域?yàn)V波處理。傅立葉變換(FourierTransform)是線性系統(tǒng)分析的一個(gè)有力工具，它能夠定量分析諸如數(shù)字化系統(tǒng)、采樣點(diǎn)、電子放大器、卷積濾波器、噪聲等的作用。通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)這項(xiàng)技能，將有助于解決大多數(shù)圖像處理問題。對(duì)任何想在工作中有效應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)的人來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)好傅立葉變換很有必要。對(duì)于二維信號(hào)，二維傅立葉變換定義為：f(x,y)e-j2兀(ux+vy)dxdy其逆變換:F(u,v)ej2兀(ux+vy)dudv二維離散傅立葉變換為:F(m,n)=N乞藝f(i,k)e-j乃(mN+nN)其逆變換:f(i,k)=N藝藝F(m,n

3、)ej2n(mNnN)m=0n=02、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求目的1、了解圖像空間域?yàn)V波的意義和手段；2、熟悉圖像空間域?yàn)V波的MATLAB函數(shù)；3、熟練掌握應(yīng)用MATLAB軟件編程進(jìn)行空間域?yàn)V波的方法。4、了解頻域圖像處理的意義和手段；5、熟悉離散傅里葉變換的基本性質(zhì)；6、熟練掌握?qǐng)D像傅里葉變換的方法及應(yīng)用；7、了解二維頻譜的分布特點(diǎn)；8、掌握利用MATLAB工具箱實(shí)現(xiàn)頻域圖像處理要求1、將直方圖增強(qiáng)和空間域?yàn)V波結(jié)果打印出來(lái)提交；2、提交程序源代碼M文件；3、比較直方圖增強(qiáng)前后圖像的視覺效果有何不同。3、實(shí)驗(yàn)儀器1、計(jì)算機(jī)一臺(tái)；2、MATLAB軟件一套；3、移動(dòng)存儲(chǔ)器（U盤等）4、實(shí)驗(yàn)圖像若干。4、實(shí)驗(yàn)

4、圖像原圖均衡化圖原圖灰度直方圖均衡化直方圖原圖高斯濾波運(yùn)動(dòng)平衡濾波2D傅里葉變換圖原圖fftshift增強(qiáng)圖IndiTTTT平移圖平移后的傅里葉變換圖旋轉(zhuǎn)45度旋|轉(zhuǎn)45度后的傅里葉變換圖尺度變換尺度變換后的傅里葉變換圖5、實(shí)驗(yàn)步驟1、打開計(jì)算機(jī)并啟動(dòng)MATLAB程序，在“work”文件夾下找到待處理的圖像文件；2、統(tǒng)計(jì)原圖像的灰度直方圖，并利用直方圖均衡方法進(jìn)行增強(qiáng)；分別對(duì)原圖像添加高斯和運(yùn)動(dòng)平滑濾波；3、記錄和整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4、打開計(jì)算機(jī)并啟動(dòng)MATLAB程序；5、讀入test.bmp圖像，并計(jì)算其傅立葉變換的模值；6、分別構(gòu)造gaussian濾波器(hsize=3,sigma=1)和mo

5、tion濾波器(len=9，theta=45)；7、利用上一步驟構(gòu)造的兩個(gè)濾波器分別對(duì)test.bmp的頻域模值進(jìn)行濾波處理；8、將原圖像和頻域?yàn)V波的結(jié)果顯示出來(lái)；9、重新構(gòu)造一幅黑白二值圖像，在128x128的黑色背景中心生成一個(gè)4x4的白色方塊；10、了解傅立葉變換為可分離核變換的性質(zhì)，并利用1DFFT子程序?qū)崿F(xiàn)2D傅立葉變換；11、把低頻分量移到圖像中心，而把高頻分量移到四個(gè)角上(利用fftshift函數(shù))；12、利用圖像增強(qiáng)中動(dòng)態(tài)范圍壓縮的方法增強(qiáng)2DFFT(Y=C*log(1+abs(X)；13、研究傅立葉變換幅度的平移不變性；14、研究傅立葉變換幅度的旋轉(zhuǎn)性質(zhì)；15、研究傅立葉變換

6、的尺度變換性質(zhì);16、記錄和整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告。6、程序代碼clearclca=imread('girl2.jpg');%讀取圖像b=rgb2gray(a);%轉(zhuǎn)換成灰度圖像c=histeq(b,256);figuresubplot(221),imshow(a);title('原圖');subplot(222),imshow(c);title('均衡化圖');subplot(223),imhist(b);title('原圖灰度直方圖');subplot(224),imhist(c);title('均衡化直方圖');d=f

7、special('gaussian',3,1);%構(gòu)造gaussian濾波器(hsize=3,sigma=1)e=fspecial('motion',9,45);%構(gòu)造motion濾波器(len=9,theta=45)f=imfilter(a,d);%gaussian濾波處理g=imfilter(a,e);%motion濾波處理figuresubplot(221),imshow(a);title('原圖');subplot(222),imshow(f);title('高斯濾波');subplot(223),imshow(g);ti

8、tle('運(yùn)動(dòng)平衡濾波');%頻率域圖像處理A=zeros(128);A(62:64,62:66)=1;%構(gòu)造一幅黑白二值圖像figureF1=fft2(A,128,128);%2D傅里葉變換F2=fftshift(F1);%將原點(diǎn)移至中心F3=log(1+abs(F2);A1=zeros(128);A1(22:26,22:26)=1;F4=fft2(A1,128,128);A2=imrotate(A,-45);%旋轉(zhuǎn)45度F5=fft2(A2,128,128);%旋轉(zhuǎn)45度后的傅里葉變換A3=zeros(128);A3(60:68,60:68)=1;F6=fft2(A3,12

9、8,128);subplot(341),imshow(A);title('原圖');subplot(342),imshow(F1);title('2D傅里葉變換圖');subplot(343),imshow(F2);title('fftshift');subplot(344),imshow(F3);title('增強(qiáng)圖');subplot(345),imshow(A1);title('平移圖');subplot(346),imshow(F4)title(subplot(347),imshow(A2)title(subplot(348),imshow(F5)title(subplot(349),imshow(A3)title('平移后的傅里葉變換圖')'旋轉(zhuǎn)45度圖')'旋轉(zhuǎn)45度后的傅里葉變換圖')'尺度變換圖')subplot(3,4,10),imshow(F6)