圖像頻域增強(qiáng)方法研究

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1、沈陽理工大學(xué)數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告圖像頻域增強(qiáng)方法研究一、設(shè)計(jì)目的1.掌握圖像頻域增強(qiáng)的概念及其計(jì)算方法。2.熟練掌握傅立葉變換和卷積的計(jì)算過程。3.熟練掌握頻域?yàn)V波中常用的Butterworth低通濾波器。4.利用MATLAB程序進(jìn)行圖像增強(qiáng)。二、設(shè)計(jì)要求1.熟練掌握MATLAB的運(yùn)行環(huán)境，并能熟練應(yīng)用。2.掌握并理解MATLAB的各種編程方式及函數(shù)定義。3.加深對數(shù)字圖像處理的研究。三、設(shè)計(jì)方案1.圖像頻域增強(qiáng)原理圖像增強(qiáng)是指按特定的需要突出一幅圖像中的某些信息，同時(shí)，消弱或去除某些不需要的信息的處理方法。其主要目的是處理后的圖像對某些特定的應(yīng)用

2、比原來的圖像更加有效。圖像增強(qiáng)的方法分為空域法和頻域法兩類，空域法主要是對圖像中的各個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行操作；而頻域法是在圖像的某個(gè)變換域內(nèi)，對圖像進(jìn)行操作，修改變換后的系數(shù)，例如傅立葉變換、DCT變換等的系數(shù)，然后再進(jìn)行反變換得到處理后的圖像。卷積理論是頻域技術(shù)的基礎(chǔ)。設(shè)函數(shù)f(x,y)與線性位不變算子h(x,y)的卷積結(jié)果是g(x,y),即g(x,y)=h(x,y)*f(x,y),那么根據(jù)卷積定理在頻域有：G(u,v)=H(u,v)F(u,v)（1）其中G(u,v),H(u,v),F(u,v)分別是g(x,y),h(x,y),f(x,y)的傅立葉變換。用線

3、性系統(tǒng)理論的話來說，H(u,v)是轉(zhuǎn)移函數(shù)。在具體的增強(qiáng)應(yīng)用中，f(x,y)是給定的（所以F(u,v)可利用變換得到），需要確定的是H(u,v)，這樣具有所需特性的g(x,y)就可由式（1）算出G(u,v)而得到：g(x,y)=F-1[H(u,v)F(u,v)]（2）2.MATLAB簡介它的名稱源自MatrixLaboratory，它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB-10-沈陽理工大學(xué)數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析

4、、仿真和設(shè)計(jì)工作，而且利用MATLAB產(chǎn)品的開放式結(jié)構(gòu)，可以非常容易地對MATLAB的功能進(jìn)行擴(kuò)充，從而在不斷深化對問題認(rèn)識(shí)的同時(shí)，不斷完善MATLAB產(chǎn)品以提高產(chǎn)品自身的競爭能力。目前MATLAB產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行：數(shù)值分析數(shù)值和符號計(jì)算工程與科學(xué)繪圖控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與方針數(shù)字圖像處理數(shù)字信號處理通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真財(cái)務(wù)與金融工程MATLAB是MATLAB產(chǎn)品家族的基礎(chǔ)，它提供了基本的數(shù)學(xué)算法，例如矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析算法，MATLAB集成了2D和3D圖形功能，以完成相應(yīng)數(shù)值可視化的工作，并且提供了一種交互式的高級編程語言——M語言，利用M語言可以通過編寫

5、腳本或者函數(shù)文件實(shí)現(xiàn)用戶自己的算法。MATLABCompiler是一種編譯工具，它能夠?qū)⒛切├肕ATLAB提供的編程語言——M語言編寫的函數(shù)文件編譯生成為函數(shù)庫、可執(zhí)行文件COM組件等等。這樣就可以擴(kuò)展MATLAB功能，使MATLAB能夠同其他高級編程語言例MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（MatrixLaboratory）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。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,FORTRAN

6、等語言完相同的事情簡捷得多.在新的版本中也加入了對C,FORTRAN,c++,JAVA的支持.可以直接調(diào)用.MATLAB的基礎(chǔ)是矩陣計(jì)算,但是由于他的開放性,并且mathwork也吸收了想maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件當(dāng)前流行的MATLAB6.5/7.0包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(Toolbox).工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包.功能工具包用來擴(kuò)充MATLAB的符號計(jì)算,可視化建模仿真,文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能.學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包,控制工具包,信號處理工具包,通信工具包等都屬于此類

7、.開放性使MATLAB廣受用戶歡迎.除內(nèi)部函數(shù)外,所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件,用戶通過對源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包MATLAB是一門計(jì)算機(jī)編程語言，取名來源于MatrixLaboratory-10-沈陽理工大學(xué)數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告，本意是專門以矩陣的方式來處理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，它把數(shù)值計(jì)算和可視化環(huán)境集成到一起，非常直觀，而且提供了大量的函數(shù)，使其越來越受到人們的喜愛，工具箱越來越多，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。3.實(shí)現(xiàn)步驟根據(jù)以上討論，在頻率域中進(jìn)行增強(qiáng)是相當(dāng)直觀的，其主要步驟有：（1）計(jì)算需增強(qiáng)圖的傅立葉

8、變換；（2）將其與1個(gè)（根據(jù)需要設(shè)計(jì)的）轉(zhuǎn)移函數(shù)相乘；（3）再將結(jié)果傅立葉反變換以得到增強(qiáng)的圖