最新图像频域增强滤波课件ppt.ppt

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1、图像频域增强滤波图像处理中的滤波器设计序言一、低通滤波器法二、高通滤波器法三、带通和带阻滤波器法四、同态滤波五、维纳估计器六、匹配检测器要点总结上机实习CH11图像处理中的滤波器设计序言1低通滤波器法结论：图像的边缘和其他尖锐跳跃（如噪声）对傅立叶变换的高频分量有很大贡献；方法：通过一个线性系统，频域上对一定范围高频分量进行衰减能够达到平滑化；这种线性系统称为低通滤波器法。1低通滤波器法2）理想低通滤波器（ILPF）定义：以D0为半径的圆内所有频率分量无损的通过，圆外的所有频率分量完全衰减。D0又称为截止频率。注意D0的

2、物理意义1低通滤波器法H(u,v)1低通滤波器法信号能量ET：将u,v=0，1，N-1的每一点（u,v）的能量相加起来得到傅立叶信号能量ET。如何确定D0?1低通滤波器法举例：观察有高斯噪声Lenna图像的傅立叶谱和不同半径下的谱图像的信号能量。1低通滤波器法D0=5有高斯噪声的Lenna图像1低通滤波器法D0=10D0=201低通滤波器法D0=50有高斯噪声的原Lenna图像1低通滤波器法问题：（1）模糊对于半径为5，包含了全部90%的能量。但严重的模糊表明了图片的大部分边缘信息包含在滤波器滤去的10%能量之中。随着滤

3、波器半径增加，模糊的程度就减少。模糊产生的原理：根据卷积定理ILPF的空域图像1低通滤波器法频域上的滤波相当于空域上的卷积。即相当复杂图像中每个象素点简单复制过程。因此导致图像的模糊。当D增加时环半径也增加，模糊程度减弱。1低通滤波器法（2）振铃ILPF空域上冲激响应卷积产生两个现象：一是边缘渐变部分的对比度；二是边缘部分加边（ringing）。其原因是冲激响应函数的多个过零点。1低通滤波器法1低通滤波器法3）巴特沃思低通滤波器（BLPF）1低通滤波器法1低通滤波器法D0=101低通滤波器法D0=20D0=501低通滤波

4、器法巴特沃斯低通滤波器的优点是：一、模糊大大减少。因为包含了许多高频分量；二、没有振铃现象。因为滤波器是平滑连续的。1低通滤波器法4）指数低通滤波器（elpf）性质：比相应的巴特沃思滤波器要稍微模糊，但没有振铃现象。1低通滤波器法1低通滤波器法D0=101低通滤波器法D0=20D0=502高通滤波器法1）原理2）理想高通滤波器3）巴特沃思高通滤波器4）指数高通滤波器5）高斯差分滤波器2高通滤波器法1）原理图像锐化处理的目的是使模糊图像变得清晰。通常图像模糊是由于图像受到平均或积分运算，因此图像锐化采用微分运算。在频域处理

5、上，即采用高通滤波器法。注意：进行处理的图像必须有较高的信噪比，否则图像锐化后，图像信噪比会更低。2高通滤波器法2）理想高通滤波器（IHPF）2高通滤波器法2高通滤波器法3）巴特沃思高通滤波器（BHPF）2高通滤波器法2高通滤波器法4）指数高通滤波器（EHPF）2高通滤波器法2高通滤波器法原图IHPFBHPFEHPF2高通滤波器法有噪声的图采用BHPF高通滤波后，信噪比变小。2高通滤波器法5）高斯差分滤波器（DoG,DifferenceofGaussian）2高通滤波器法2高通滤波器法3带通和带阻滤波器法1）理想的带通滤

6、波器3带通和带阻滤波器法3带通和带阻滤波器法2）理想的带阻滤波器3带通和带阻滤波器法3带通和带阻滤波器法3）通用带通滤波器3带通和带阻滤波器法3带通和带阻滤波器法4）巴特沃斯带通滤波器3带通和带阻滤波器法4）伪彩色处理空域上的灰度—彩色变换函数3带通和带阻滤波器法3带通和带阻滤波器法频域上的伪彩色处理（举例）低通滤波器：以围绕图像能量90％的圆作为截止点，半径为5，傅立叶反变换后作为红色分量；带通滤波器：以围绕图像能量83％的圆作为截止点，带宽以围绕图像能量93％的圆，半径为4到20，傅立叶反变换后作为兰色分量；高通滤波

7、器：以围绕图像能量95％的圆作为截止点，半径为50，傅立叶反变换后作为绿色分量；3带通和带阻滤波器法4同态滤波目的：正常图象是在均匀光强度情况下获得的图象，实际上光照射是不均匀，或光强范围动态太大。方法：为解决光照不均匀的影响，可用同态滤波来解决。原理：光照下景物图象的模型f(x,y)=fi(x,y)fr(x,y)fi(x,y):随空间位置不同的光强分量fr(x,y):景物反射到眼睛的图象f(x,y):最终获得的图象4同态滤波4同态滤波分析fi(x,y):缓慢变化，频率集中在低频部分fr(x,y):包含景物各种信息，高频

8、分量丰富处理选择一低通滤波函数H(u,v)在频域空间处理4同态滤波5维纳估计器1）目的从加性噪声中最优的恢复未知信号。5维纳估计器2）维纳估计器（1）目标：已知噪声的能量谱，输入和输出，求未被噪声污染的原信号。（2）最优准则：采用实际输出与期望输出的均方差最小。5维纳估计器（3）使用冲激响应h(t)描述均方误差5维纳