1、 數字圖像處理圖像頻域增強方法的研究姓名：班級:學號：目錄一 頻域增強的原理二 頻域增強的定義及步驟三 高通濾波四 MATLAB程序實現五 程序代碼六 小結一 頻域圖像的原理在進行圖像處理的過程中，獲取原始圖像后，首先需要對圖像進行預處理，因為在獲取圖像的過程中，往往會發生圖像失真，使所得圖像與原圖像有某種程度上的差別。在許多情況下，人們難以確切了解引起圖像降質的具體物理過程及其數學模型，但卻能估計出使圖像降質的一些可能原因，針對這些原因采取簡單易行的方法，改善圖像質量。圖像增強一般不能增加原圖像信息，只能針對一些成像條件，把弱信號突出出來，使一些信息更容易分辨。圖像增強的方法分為頻域法和空域

2、法，空域法主要是對圖像中的各像素點進行操作；而頻域法是在圖像的某個變換域內，修改變換后的系數，例如傅立葉變換、DCT 變換等的系數，對圖像進行操作，然后再進行反變換得到處理后的圖像。 MATLAB矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，具有方便的數據可視化功能，可用于科學計算和工程繪圖。它不僅在一般數據可視化軟件都具有的功能方面更加完善，而且對于一些其他軟件所沒有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數據的表現等），MATLAB同樣表現了出色的處理能力。它具有功能豐富的工具箱，不但能夠進行信號處理、語音處理、數值運算，而且能夠完成各種圖像處理功能。本文利用MATLAB工具

3、來研究圖像頻域增強技術。圖像增強是為了獲得更好質量的圖像，通過各種方法對圖像進行處理，例如圖像邊緣檢測、分割以及特征提取等技術。圖像增強的方法有頻域處理法與空域處理法，本文主要研究了頻域處理方法中的濾波技術。從低通濾波、高通濾波、同態濾波三個方面比較了圖像增強的效果。文章首先分析了它們的原理，然后通過MATLAB軟件分別用這三種方法對圖像進行處理，處理后使圖像的對比度得到了明顯的改善，增強了圖像的視覺效果。二 頻域增強定義和步驟 圖像增強技術基本上可分成兩大類：頻域處理法和空域處理法。頻域處理法1的基礎是卷積定理，它采用修改圖像傅立葉變換的方法實現對圖像的增強處理。在頻域空間，圖像的信息表現為

4、不同頻率分量的組合。如果能讓某個范圍內的分量或某些頻率的分量受到抑制而讓其他分量不受影響，就可以改變輸出圖的頻率分布，達到不同的增強目的。頻域增強是利用圖像變換方法將原來的圖像空間中的圖像以某種形式轉換到其它空間中，然后利用該空間的特有性質方便地進行圖像處理，最后再轉換回原來的圖像空間中，從而得到處理后的圖像。頻域增強的主要步驟是：(1) 選擇變換方法，將輸入圖像變換到頻域空間；(2) 在頻域空間中，根據處理目的設計一個轉移函數并進行處理；(3) 將所得結果用反變換得到圖像增強。卷積理論是頻域技術的基礎。設函數f（x,y）與線性位不變算子h（x,y）的卷積結果是g（x,y），即g(x,y)=h

5、(x,y)*f(x,y)那么根據卷積定理在頻域有：G(x,y)=H(u,v)F(u,v)其中G(x,y)、 H(u,v)、F(u,v)分別是g(x,y)、h(x,y)、f(x,y)的傅立葉變換。（4）技術所需增強圖的傅立葉變換。（5）將其與一個（根據需要設計的）轉移函數相乘。（6）再將結果進行傅立葉反變換以得到增強的圖。（7）將圖像從空域轉換到頻域所需的變換及將圖像從頻域空間轉換回空域所需的變換。（8）在頻域空間對圖像進行增強加工操作。常用的頻域增強方法有低通濾波和高通濾波。以下分別介紹在MATLAB中如何實現。三 高通濾波圖像中的細節部分與其頻率的高頻分量相對應，所以高通濾波可以對圖像進行銳

6、化處理。高通濾波器與低通濾波器的作用相反，它使高頻分量順利通過，而消弱低頻。圖像的邊緣、細節主要位于高頻部分，而圖像的模糊是由于高頻成分比較弱產生的。采用高通濾波器可以對圖像進行銳化處理，是為了消除模糊，突出邊緣。因此采用高通濾波器讓高頻成分通過，使低頻成分削弱，再經逆傅立葉變換得到邊緣銳化的圖像。常用的高通濾波器有：(1) 理想高通濾波器 (2) 巴特沃斯高通濾波器 (3) 指數濾波器(4) 梯形濾波器這里我們采用理想高通濾波器。二維理想高通濾波器的傳遞函數為：四MATLAB程序實現五程序代碼I1=imread('D:miley.jpg');I=rgb2gray(I1);su

7、bplot(2,3,1),imshow(I); title('原圖像'); s=fftshift(fft2(I);subplot(2,3,2),imshow(abs(s),);title('圖像傅里葉變換所的頻譜');subplot(2,3,3),imshow(log(abs(s),); title('圖像傅里葉變換對數所得頻');a,b=size(s);a0=round(a/2);b0=round(b/2);d=10;p=0.2;q=0.5;for i=1:afor j=1:bdistance=sqrt(i-a0)2+(j-b0)2);if d

8、istance<=d h=0else h=1;end;s(i,j)=(p+q*h)*s(i,j);end;end;s=uint8(real(ifft2(ifftshift(s);subplot(2,3,4),imshow(s);title('高通濾波所得圖像');subplot(2,3,5),imshow(s+I);title('高通濾波所得高頻增強圖像');六小結增強圖像中的有用信息，它可以是一個是失真的過程，其目的是要改善圖像的視覺效果，針對給定圖像的應用場合，有目的地強調圖像的整體或局域特性，將原來不清晰地圖像變得清晰或強調某些感興趣的特征，擴大圖像中不同物體之間的差別，一直不感興趣的特征，使之改善圖像質量，豐富信息量，加強圖像判讀和識別效果，滿足某些特殊分析的需要。圖像增強可以分為二大類：頻率域法和空間域法。前者吧圖像看成一種二維信號，對其進行基于二位傅里葉變換的信號增強。采用低通濾波可以去掉圖像中的噪聲：采用高