基于MATLAB的数字图像处理的典型应用—频率域图像增强技术的研究 测控技术与仪器专业VIP专享VIP免费

基于MATLAB的数字图像处理的典型应用—频率域图像增强技术的研究测控技术与仪器专业摘要在图像的采集、处理、传输、显示等过程中，由于受到多种因素的影响，使图像的质量可能变得很差，图像传递的信息无法被正常读取和识别。例如，在采集图像过程中由于光照环境或物体表面反光等原因造成图像整体光照不均，或是图像采集系统在采集过程中由于机械设备的缘故无法避免的加入采集噪声，或是图像显示设备的局限性造成图像显示层次感降低或颜色减少等等。因此研究快速且有效地图像增强算法成为推动图像分析和图像理解领域发展的关键内容之一。关键词：图像增强，频域，Matlab，低通，高通AbstractInimageacquisition,processing,transmission,displayandsoonintheprocess,duetotheinfluenceofvariousfactors,makethequalityoftheimagesmaybecomeverypoor,imagetransmissionofinformationcannotbereadproperlyandrecognition.Forexample,intheprocessofcollectingimageduetocausessuchaslightingenvironmentorobjectsurfacereflectiveimageoverallunevenillumination,orimageacquis-itionsystemintheprocessofgatheringinevitableduetomechanicalequipmenttojointhegatheringnoise,orthelimitationoftheimagedisplaydevicewhichreducestheimageshowstheadministrativelevelsorcolorreduction,etc.Sothefastandeffectiveimageenhancementalgorithmistheimpetusofthedevelopmentofimageanalysisandimageunderstandinginthefieldofdevelopment.Keywords:imageenhancement,frequencydomain,Matlab,lowpass,highpass一、引言1、课题研究的目的和意义随着电子计算机技术的进步，计算机图像处理近年来得到飞跃的发展。利用计算机进行数字图像进行系列操作，从而达到某种预算的效果。通过图像增强技术可以改善图像质量。图像传递系统包括六个部分：图像采集、图像压缩、图像编码、图像储存、图像通信和图像显示。实际上，图像在生成、传输或变换的过程中,受光源、成像系统性能以及通道带宽和噪声等因素影响，往往会出现清晰度下降对比度偏低、动态范围不足、包含噪声等降质现象。因此，研究快速且有效地图像增强算法对于推动图像的分析和理解有着重要意义。2、图像增强技术的应用图像增强是数字图像处理的一个重要分支。很多时候由于场景的限制会使得拍摄的图像视觉效果不佳，这就需要图像增强技术来改善人的视觉效果，例如突出图像的某些特点、按照需要提取关键的参数等。图像增强处理主要内容是突出图像中感兴趣的部分，减弱或去除不需要的信息。这样使有用信息得到加强，从而得到一种更加实用的图像或者转换成一种更适合人或机器进行分析处理的图像。图像增强的应用领域包括军事、航天、医学、空间、农业、交通等方面。图像增强的方法分为空域法和频域法两种，本文将对频域法进行详细介绍。二、频域图像增强的原理在数字图像处理过程中，最直观的理解是把图像理解为二维函数f(x,y)，其中x,y作为数字图像中像素的二维空间的坐标，f的值作为数字图像像素该位置的灰度值。频率域图像增强将原始图像的二维函数f(x,y)通过傅里叶变换转换到频域F(u,v)，并进行各种滤波处理，原始图像的二维函数被分解为不同频率的信号后，高频的信号携带了图像的细节部分信息(比如图像的边界)，低频的信号包含了图像的粗糙背景信息。对这些不同频率的信号进行处理就可以实现相应的加强图像的目的。再经过傅里叶反变换实现频率域的表示转化为空间域的表示，正是通过傅立叶正反变换的处理，才使得频率域上的处理可以用于图像的增强。频域增强的主要步骤是：(1)选择变换方法，将输入图像变换到频域空间；(2)在频域空间中，根据处理目的设计一个转移函数并进行处理；(3)将所得结果用反变换得到图像增强。卷积定理是频域增强的基础。设函数f（x,y）与线性位不变算子h（x,y）的卷积结果是g（x,y），即g(x,y)=h(x,y)*f(x,y)那么根据卷积定理在频域有：G(x,y)=H(u,v)F(u,v)其中G(x,y)、H(u,v)、F(u,v)分别是g(x,y)、h(x,y)、f(x,y)的傅立叶变换。（4）技术所需增强图的傅立叶变换。（5）将其与一个（根据需要设计的）转移函数...