基于matlab图像频域分析与仿真

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1、摘要：图像增强是指按一定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时削弱和去除某些不需要的信息，使之改善图像的质量，加强图像判读和识别效果的处理技术，论文在介绍图像频域增强原理的基础上，在频域内通过对低通滤波器、高通滤波器的图像增强进行了研究，介绍了相关的理论和数学模型，并利用MATLAB工具进行实现。实验证明，低通滤波器和高通滤波器都能较好的改善图像质量。关键词：图像增强低通滤波高通滤波Abstract:Imageenhancementmeansaccordingtocertainneedtohighlightapictureofsomeoftheinf

2、ormation,andweakenandremovesomedon'tneedinformation,toimproveimagequalityandenhancetheimageinterpretationandrecognitioneffect,thepaperintroducestheprocessingimagefrequencydomainenhancement,thebasisoftheprincipleofinfrequencydomainoflowpassfilterthroughtheimageenhancement,high-

3、passfilterwasstudied,introducedtherelatedtheoryandmathematicalmodel,anduseofMATLABtoolsforimplementation.Experimentalproof,low-passfilterandhigh-passfiltercanbetterimproveimagequality.Keywords:ImageenhancementLow-passfilteringHigh-passfiltering21目录1绪论31.1引言31.2国内外研究的情况31.3基于Ma

4、tlab图像处理应用52空域滤波增强92.1基本简介92.2平滑滤波器102.2.1线性平滑滤波器102.2.2非线性平滑滤波器112.3锐化滤波器112.3.1线性锐化滤波器112.3.2非线性锐化滤波123频域增强的基本理论63.1频域增强73.2傅立叶变换73.3低通滤波73.4高通滤波84Matlab实现与结果分析124.1实验步骤124.2结论15参考文献17致谢17附录A1821第一章绪论1.1引言在图像形成、传输或变换的过程中，由于受到其他客观因素诸如系统噪声、曝光不足或过量、相对运动等影响，获取图像往往会与原始图像之间产生某种差异。

5、变化后的图像通常模糊不清或者经过机器提取的信息量减少，甚至提供错误信息，因此必须对其采取一些手段进行改善，获取图像真正的信息。在获取正确信息之前，要对图像进行处理，一般处理方法有两种，一是图像增强；二是图像复原。图像复原技术需要了解图像质量下降的原因，首先要建立“降质模型”，再利用该模型恢复原始图像，因此分析起来比较麻烦。而图像增强与此不同，图像增强不考虑图像质量下降的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择地突出，而衰减不需要的特征，它的目的主要是提高图像的可懂度。图像增强的方法分为空域法和频域法两类，空域法主要是对图像中的各个像素点进行操作；而频域法

6、是在图像的某个变换域内，修改变换后的系数，对图像进行操作，然后再进行反变换得到处理后的图像。本文主要采用频域法中的低通滤波、高通滤波对图像进行增强处理。1.2国内外研究的情况20世纪20年代图片第一次通过海底电缆从伦敦传往纽约。当时人们通过字符模拟得到中间色调的方法来还原图像。早期的图像增强技术往往涉及硬件参数的设置，如打印过程的选择和亮度等级的分布等问题。在1921年年底提出了一种基于光学还原的新技术。在这一时期由于引入了一种用编码图像纸带去调制光束达到调节底片感光程度的方法，使灰度等级从5个灰度级增加到15个灰度等级，这种方法明显改善了图像复原

7、的效果。到20世纪60年代早期第一台可以执行数字图像处理任务的大型计算机制造出来了，这标志着利用计算机技术处理数字图像时代的到来。1964年，研究人员在美国喷气推进实验室(JPL)里使用计算机以及其它硬件设备，采用几何校正、灰度变换、去噪声、傅里叶变换以及二维线性滤波等增强方法对航天探测器“徘徊者7号”发回的几千张月球照片进行处理，同时他们也考虑太阳位置和月球环境的影响，最终成功地绘制出了月球表面地图。随后他们又对1965年“徘徊者8号”21发回地球的几万张照片进行了较为复杂的数字图像处理，使图像质量进一步提高。这些成绩不仅引起世界许多有关方面的注

8、意而且JPL本身也更加重视对数字图像处理地研究和设备的改进，并专门成立了图像处理实验室IPL。在IPL里成功的对后来探测飞