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1、计算机编号：电子信息学院实 验 报 告 书课 程 名：数字图像处理课程实验题目：实验四空间域和频率域图像处理实验类别：【验证实验】班级：电子 1313 学号：131003430326 姓名：吴限评语：（1）实验程序代码：正确基本正确不正确（2）实验结果分析：准确基本准确不准确（3）实验报告撰写：规范基本规范不规范成绩： A B C D ，指导教师：批阅时间：年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 数字图像处理1 1
2、、实验内容或题目题目空间域和频率域图像处理内容图像灰度变换与空间域滤波属于空域图像处理方法，直接对图像像素进行处理。图像灰度变换采用MATLAB 工具箱中的灰度变换函数、 直方图处理函数等函数及其相应的语法格式对实验一生成的图像进行处理。空间域滤波采用MATLAB工具箱中提供的空间域滤波器对图像进行空间域滤波处理。傅立叶变换（ Fourier Transform）是线性系统分析的一个有力工具，它能够定量分析诸如数字化系统、采样点、电子放大器、卷积滤波器、噪声等的作用。通过实验培养这项技能，将有助于解决大多数图像处理问题。对任何想在工作中有效应用数字图像处理技术的人来说，学习好傅立叶变换很有必要
3、。对于二维信号，二维傅立叶变换定义为：2()( , )( , )jux vyF u vf x y edxdy其逆变换：2 ()( , )( , )jux vyf x yF u v edudv二维离散傅立叶变换为：112 ()001(, )( , )ikNNjmnNNikF m nf i k eN名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 数字图像处理2 其逆变换：112 ()001( , )(, )ikNNjmnNNmnf
4、i kF m n eN2、实验目的与要求目的1、了解图像空间域滤波的意义和手段；2、熟悉图像空间域滤波的MATLAB 函数；3、熟练掌握应用 MATLAB 软件编程进行空间域滤波的方法。4、了解频域图像处理的意义和手段；5、熟悉离散傅里叶变换的基本性质；6、熟练掌握图像傅里叶变换的方法及应用；7、了解二维频谱的分布特点；8、掌握利用 MATLAB 工具箱实现频域图像处理要求1、将直方图增强和空间域滤波结果打印出来提交；2、提交程序源代码 M 文件；3、比较直方图增强前后图像的视觉效果有何不同。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
5、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 数字图像处理3 3、实验仪器1、计算机一台；2、MATLAB 软件一套；3、移动存储器（ U 盘等） ；4、实验图像若干。4、实验图像原 图均 衡 化 图050001000015000原 图 灰 度 直 方 图0100200050001000015000均 衡 化 直 方 图0100200名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - -
6、- - - - - 数字图像处理4 原 图高 斯 滤 波运 动 平 衡 滤 波原 图2D傅 里 叶 变 换 图fftshift增 强 图平 移 图平 移 后 的 傅 里 叶 变 换 图旋 转 45度 图旋 转 45度 后 的 傅 里 叶 变 换 图尺 度 变 换 图尺 度 变 换 后 的 傅 里 叶 变 换 图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 数字图像处理5 5、实验步骤1、打开计算机并启动 MATLAB 程序，在
7、“work”文件夹下找到待处理的图像文件；2、统计原图像的灰度直方图，并利用直方图均衡方法进行增强；分别对原图像添加高斯和运动平滑滤波；3、 记录和整理实验报告。4、打开计算机并启动MATLAB 程序；5、读入 test.bmp图像，并计算其傅立叶变换的模值；6、分别构造 gaussian滤波器（3hsize,1sigma）和 motion 滤波器（9len，45theta） ；7、利用上一步骤构造的两个滤波器分别对test.bmp 的频域模值进行滤波处理；8、将原图像和频域滤波的结果显示出来；9、重新构造一幅黑白二值图像，在128128的黑色背景中心生成一个44的白色方块；10、 了解傅立叶
8、变换为可分离核变换的性质，并利用1D FFT 子程序实现 2D 傅立叶变换；11、 把低频分量移到图像中心，而把高频分量移到四个角上（利用fftshift函数） ；12、 利 用 图 像 增 强 中 动 态 范 围 压 缩 的 方 法 增 强2D FFT（log(1abs( )YCX） ；13、 研究傅立叶变换幅度的平移不变性；14、 研究傅立叶变换幅度的旋转性质；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 数字图像处理6
9、15、 研究傅立叶变换的尺度变换性质；16、 记录和整理实验报告。6、程序代码clearclca=imread(girl2.jpg); %读取图像b=rgb2gray(a);%转换成灰度图像c=histeq(b,256);figuresubplot(221),imshow(a);title( 原图 );subplot(222),imshow(c);title( 均衡化图 );subplot(223),imhist(b);title( 原图灰度直方图 );subplot(224),imhist(c);title( 均衡化直方图 );d=fspecial(gaussian,3,1);%构造 gau
10、ssian滤波器（ hsize=3,sigma=1）e=fspecial(motion,9,45);% 构造 motion滤波器（ len=9，theta=45）f=imfilter(a,d);%gaussian滤波处理g=imfilter(a,e);%motion滤波处理figuresubplot(221),imshow(a);title( 原图 );subplot(222),imshow(f);title( 高斯滤波 );subplot(223),imshow(g);title( 运动平衡滤波 );% 频率域图像处理A=zeros(128);A(62:64,62:66)=1;%构造一幅黑白
11、二值图像figureF1=fft2(A,128,128);%2D傅里叶变换F2=fftshift(F1);%将原点移至中心F3=log(1+abs(F2);A1=zeros(128);A1(22:26,22:26)=1;F4=fft2(A1,128,128);A2=imrotate(A,-45);%旋转 45 度F5=fft2(A2,128,128);%旋转 45 度后的傅里叶变换A3=zeros(128);A3(60:68,60:68)=1;F6=fft2(A3,128,128);subplot(341),imshow(A);title( 原图 );subplot(342),imshow(F
12、1);title(2D傅里叶变换图 );subplot(343),imshow(F2);title(fftshift);subplot(344),imshow(F3);title( 增强图 );subplot(345),imshow(A1);title( 平移图 );名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 数字图像处理7 subplot(346),imshow(F4);title( 平移后的傅里叶变换图 );subplo
13、t(347),imshow(A2);title( 旋转 45 度图 );subplot(348),imshow(F5);title( 旋转 45 度后的傅里叶变换图 );subplot(349),imshow(A3);title( 尺度变换图 );subplot(3,4,10),imshow(F6);title( 尺度变换后的傅里叶变换图 );7、结果分析通过实验，掌握了用MATLAB 软件编程进行空间域滤波的方法。观察到了频域滤波的效果。 在实验过程中， 对图像的傅立叶变换和平移等了解了二维频谱的图像特点，也加深了自己对图像处理技术的认识。学会了利用 MATLAB 工具箱来对图像进行处理。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -