数字图像处理滤波器(2)

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《数字图像处理》试题及答案.

《数字图像处理》试题及答案.

0 0 4 4 15 。

中间过程:先补上一圈的 0:0 解:结果: y1 17 15 29 17 29 0 0 02 5 9 0 0 7 8 2 0 03 1 8 0 0 0 0,然后和模板 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0h( x, y 1 4 1作卷积,例如 y 中的-4 是这样得到的:0 2 7 . 1 4 1 =-4(即对应元 0 1 0 0 1 0 0 5 8 素相乘相加,其他的数同理。

1、如图为一幅 16 级灰度的图像。

请写出均值滤波和中值滤波的 3x3 滤波器;说明这两种滤波器各自的特点;并写出两种滤波器对下图的滤波结果(只处理灰色区域,不处理边界)。

(15 分)题5图答:均值滤波:中值滤波:(2 分)(2 分)均值滤波可以去除突然变化的点噪声,从而滤除一定的噪声,但其代价是图像有一定程度的模糊;中值滤波容易去除孤立的点、线噪声,同时保持图像的边缘。

(5 分)均值滤波:(3 分)中值滤波:(3 分) 2. 设有编码输入 X={x1,x2,x3,x4,x5,x6}, 其频率分布分别为p(x1=0.4,p(x2=0.3, p(x3=0.1,p(x4=0.1, p(x5=0.06,p(x6=0.04, 现求其最佳霍夫曼编码。

3 对数字图像 f(i,j(图象 1进行以下处理,要求: 1 计算图像 f(i,j的信息量。

(10 分) 2 按下式进行二值化,计算二值化图象的欧拉数。

0 0 1 2 3 2 1 3 1 5 6 6 2 6 2 1 3 7 0 7 2 5 3 2 2 6 6 5 7 0 2 3 1 2 1 3 2 2 1 1 3 5 6 5 6 3 2 2 2 7 3 6 1 5 4 0 1 6 1 5 6 2 2 1解:1统计图象 1 各灰度级出现的频率结果为 p(0=5/640.078;p(1=12/640.188; p(2=16/64=0.25; p(4=1/640.016; 信息量为 P(5=7/640.109; 7p(3=9/640.141 p(7=4/640.063 p(6=10/640.156; H P(i log 2 P(i i 0 2.75(bit 2)对于二值化图象,若采用 4-连接,则连接成分数为 4,孔数为 1,欧拉数为 4-1=3;若采用 8-连接,则连接成分数为 2,孔数为 2,欧拉数为 2-2=0; 1 给出一维连续图像函数傅里叶变换的定义,并描述空间频率的概念。

基于matlab数字图像处理之高通滤波器

基于matlab数字图像处理之高通滤波器

实践二:理想高通滤波器、Butterworth高通滤波器、高斯高通滤波器2.1.1理想高通滤波器实践代码:I=imread('');subplot(221),imshow(I);title('原图像');s=fftshift(fft2(I));subplot(223),imshow(abs(s),[]);title('图像傅里叶变换所得频谱');subplot(224),imshow(log(abs(s)),[]);title('图像傅里叶变换取对数所得频谱');[a,b]=size(s);a0=round(a/2);b0=round(b/2);d=10;p=;q=;fori=1:aforj=1:bdistance=sqrt((i-a0)^2+(j-b0)^2);ifdistance<=dh=0;elseh=1;end;s(i,j)=(p+q*h)*s(i,j);end;end;s=uint8(real(ifft2(ifftshift(s))));subplot(222),imshow(s);title('高通滤波所得图像');I=imread('');[f1,f2]=freqspace(size(I),'meshgrid');Hd=ones(size(I));r=sqrt(f1.^2+f2.^2);Hd(r<=0;figuresurf(Hd,'Facecolor','interp','Edgecolor','none','Facelighting','phong');%画三维曲面(色)图2.1.2理想高通滤波器实践结果截图:2.2.1Butterworth高通滤波器实践代码:I1=imread('');subplot(121),imshow(I1);title('原始图像');f=double(I1);g=fft2(f);g=fftshift(g);[N1,N2]=size(g);n=2;d0=5;n1=fix(N1/2);n2=fix(N2/2);fori=1:N1forj=1:N2d=sqrt((i-n1)^2+(j-n2)^2);ifd==0h=0;elseh=1/(1+(d0/d)^(2*n));endresult(i,j)=h*g(i,j);endendresult=ifftshift(result);X2=ifft2(result);X3=uint8(real(X2));subplot(122),imshow(X3);title('Butterworth高通滤波');I1=imread('');[f1,f2]=freqspace(size(I1),'meshgrid');D=;r=f1.^2+f2.^2;n=4;fori=1:size(I1,1)forj=1:size(I1,2)t=(D*D)/r(i,j);Hd(i,j)=1/(t^n+1);endendfiguresurf(Hd,'Facecolor','interp','Edgecolor','none','Facelighting','phong');%画三维曲面(色)图2.2.2Butterworth高通滤波器实践结果截图:2.3.1高斯高通滤波器实践代码:clearallIA=imread('');[f1,f2]=freqspace(size(IA),'meshgrid');%D=100/size(IA,1);D=;r=f1.^2+f2.^2;fori=1:size(IA,1)forj=1:size(IA,2)t=r(i,j)/(D*D);Hd(i,j)=1-exp(-t);endendY=fft2(double(IA));Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya));figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA));title('原始图像');subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia));title('高斯高通滤波');figuresurf(Hd,'Facecolor','interp','Edgecolor','none','Facelighting','phong');2.3.2高斯高通滤波器实践结果截图:。

二阶滤波器计算公式

二阶滤波器计算公式

二阶滤波器计算公式二阶滤波器是用来过滤信号中噪声和不需要的部分的一种电子过滤装置,它是由两个连续一阶滤波器组成的。

它们有助于减少信号污染,改善信号质量,从而提高信号接收的准确性。

鉴于二阶滤波器被广泛应用于实际工程中,本文着重讨论了它们的计算公式以及应用。

一、二阶滤波器计算公式二阶滤波器由两个连续的一阶滤波器组成,因此可以把它们的计算公式拆开,分别是:第一阶滤波器计算公式:H1(s)=K1/(s^2+K2*s+K3)其中,K1、K2、K3都是常数。

第二阶滤波器计算公式:H2(s)=K4/(s^2+K5*s+K6)其中,K4、K5、K6也都是常数。

二阶滤波器的总计算公式:H(s)=H1(s)*H2(s)H(s)=K1*K4/(s^4+K2*K4*s^3+(K3*K4+K2*K5)*s^2+(K3*K5+K2*K6)*s+K3*K6)其中,K1、K2、K3、K4、K5、K6都是常数。

二、二阶滤波器应用1、音频处理二阶滤波器常用于音频信号的处理,可以用来减少音频信号中的噪声。

通过调节K1、K2、K3、K4、K5、K6等参数,可以实现低通、高通、带通,以及多种类型复杂滤波器的构造,例如带阻滤波器、调制滤波器等。

2、数字图像处理数字图像中也会出现噪声,二阶滤波器可以用来消除这些噪声。

它可以快速有效地消除较弱的噪声,如果它对噪声的抑制作用也不够强的话,可以通过组合一阶滤波器的办法,构造一个性能更好的滤波器,有效地消除噪声。

3、通信系统中的应用二阶滤波器在通信系统中的应用更加广泛,可以用来过滤出信号中的多种噪声,改善信号的质量,从而提高整个系统的传输效率。

三、总结以上是有关二阶滤波器计算公式以及应用的介绍,二阶滤波器由两个连续的一阶滤波器组成,它们的计算公式可以拆分开来,并分别得到第一阶滤波器和第二阶滤波器的总计算公式,二阶滤波器可以广泛应用于音频处理、数字图像处理和通信系统中。

二阶滤波器可消除信号中不需要或不必要的部分,改善信号质量,助力系统的实时性。

数字图像处理图像滤波ppt课件

数字图像处理图像滤波ppt课件
素位置重合; 读取模板下各对应像素的灰度值; 将这些灰度值从小到大排成一列; 找出这些值的中间值; 将这个值赋给对应模板中心位置的像素。
47
噪声图像
中值滤波3x3
48
平均滤波与中值滤波比较
噪声图像
均值滤波
中值滤波
均值滤波和中值滤波都采用的是2x2 的模板
49
均值,中值和最频值
均值是模板内像素点灰度的平均值,中值是数值排列 后处于中间的值,最频值是出现次数最多的灰度值;
8
常用像素距离公式
欧几里德距离
DE
(
p,
q)


x

s 2


y

t
2

范数距离
D( p, q) x s y t
棋盘距离
D( p, q) max x s , y t
9
像素间的基本运算
算术运算:
加法: p + q
减法: p - q
乘法: p * q
这三者都与直方图有着密切的关系; 直方图的一个峰对应一个区域,如果这个峰是对称的,
那么均值等于中值,等于最频值。
50
中值滤波的代码实现 Matlab中函数medfilt1和medfilt2,第一个是一维
的中值滤波,第二个是二维的中值滤波。 使用help查看函数功能
51
示例
52
代码讲解
0.25
0.10 0.05
0.125 01 2
34
56
7
P r 关系目标曲线 r
原始图像中的P-r点位置 对应变换后的P-r点位置
24
算法描述 设像素共分为L级(r = 0,1,2,…L1),变换后对应的

数字图像处理之频率滤波

数字图像处理之频率滤波

数字图像处理之频率滤波频率滤波是数字图像处理中一种重要的技术,用于改变图像的频域特征,从而实现图像的增强、去噪、边缘检测等目的。

本文将详细介绍频率滤波的基本原理、常用方法以及实际应用。

一、频率滤波的基本原理频率滤波是基于图像的频域特征进行处理的,其基本原理是将图像从空域转换到频域,利用频域上的滤波操作来改变图像的频谱分布,再将处理后的图像从频域转换回空域。

频率滤波可以通过傅里叶变换来实现,将图像从空域转换到频域的过程称为傅里叶变换,将图像从频域转换回空域的过程称为傅里叶逆变换。

二、频率滤波的常用方法1. 低通滤波器低通滤波器用于去除图像中的高频成分,保留低频成分。

常见的低通滤波器有理想低通滤波器、巴特沃斯低通滤波器和高斯低通滤波器。

理想低通滤波器具有截止频率和陡峭的截止边缘,但会引入振铃效应;巴特沃斯低通滤波器具有平滑的截止边缘,但无法实现理想的截止特性;高斯低通滤波器具有平滑的截止特性,但没有明确的截止频率。

2. 高通滤波器高通滤波器用于强调图像中的高频成分,抑制低频成分。

常见的高通滤波器有理想高通滤波器、巴特沃斯高通滤波器和高斯高通滤波器。

它们的特点与低通滤波器相反,理想高通滤波器具有截止频率和陡峭的截止边缘,巴特沃斯高通滤波器具有平滑的截止边缘,高斯高通滤波器具有平滑的截止特性。

3. 带通滤波器带通滤波器用于选择图像中特定频率范围内的成分,抑制其他频率范围内的成分。

常见的带通滤波器有理想带通滤波器、巴特沃斯带通滤波器和高斯带通滤波器。

它们的特点与低通滤波器和高通滤波器相似,只是在频率响应上有所不同。

三、频率滤波的实际应用1. 图像增强频率滤波可以用于增强图像的细节和对比度。

通过选择合适的滤波器和参数,可以增强图像中的边缘和纹理等细节,使图像更加清晰和锐利。

同时,频率滤波也可以调整图像的亮度和对比度,使图像更加鲜明和饱满。

2. 图像去噪频率滤波可以用于去除图像中的噪声。

通过选择合适的滤波器和参数,可以抑制图像中的高频噪声,保留图像中的低频信号。

数字图像处理

数字图像处理

“数字图像处理”实验指导书(一)一、实验课程编码:103003二、实验课程名称:数字图像处理三、实验项目名称:练习图像处理软件Photoshop的使用四、实验目的1.对常用的图像处理方法的处理效果有一个直观的认识;2.学习利用现成软件实现图像处理的方法。

五、主要设备计算机(含Windows XP,VC++6.0,MSDN,Photoshop)六、实验内容1.熟悉Photoshop的界面,了解工具栏菜单的各项功能;2.对样例图像进行各种基本处理。

七、实验步骤1.开机,运行Photoshop程序,并打开样例图像;2.依次查看工具栏菜单的各项功能;3.对样例图像进行各种基本处理(如增加亮度、提高对比度、改变颜色、放大、扭曲等)。

八、实验结果熟悉了Photoshop,能用Photoshop简单地处理图像了。

执笔人:杨磊实验室主任:系主任:杨磊一、实验课程编码:103003二、实验课程名称:数字图像处理三、实验项目名称:BMP图像文件格式解析(综合性、设计性实验)四、实验目的深入了解和掌握BMP图像的文件格式五、主要设备计算机(含Windows XP,VC++6.0,MSDN,Photoshop)六、实验内容1.使用Visual C++编制程序,用多幅8位灰度图像实现对BMP图像文件格式的解析和显示;2.要求解析和显示图像文件头、信息头以及颜色表和图像数据的各项内容;3.输出图像的颜色表;4.输出图像中每个像素的灰度值;七、实验步骤1.开机,运行Visual C++程序;2.编制程序,打开BMP图像文件;3.分析BMP文件的组成。

八、实验结果写出BMP文件结构,输出选定图像指定位置的像素灰度值。

执笔人:杨磊实验室主任:系主任:杨磊一、实验课程编码:103003二、实验课程名称:数字图像处理三、实验项目名称:图像增强(空间域灰度图像)(综合性实验)四、实验目的熟悉空间域图像增强方法,掌握增强模板使用方法。

五、主要设备计算机(含Windows XP,VC++6.0,MSDN,Photoshop)六、实验内容1.使用Visual C++编制程序,分别采用给定的两个模板对给定的一幅灰度图像进行处理并显示处理后的结果;2.对结果进行分析。

dwt2函数

dwt2函数

dwt2函数dwt2函数是数字图像处理中常用的一种离散小波变换函数。

它可以将一幅图像分解成多个不同频率的子图像,从而实现图像的多尺度分析和压缩。

本文将介绍dwt2函数的基本原理和应用。

dwt2函数是MATLAB中的一个内置函数,用于对二维图像进行离散小波变换。

它的输入参数包括图像矩阵、小波滤波器和分解层数。

其中,图像矩阵是一个二维数组,表示待处理的图像;小波滤波器是一个二维数组,用于对图像进行滤波;分解层数表示将图像分解成多少层子图像。

dwt2函数的基本原理是将图像分解成低频子图像(LL)和三个高频子图像(LH、HL和HH)。

其中,LL子图像包含图像的低频信息,而LH、HL和HH子图像则包含图像的高频信息。

通过对这些子图像进行进一步的分解,可以得到更多不同频率的子图像。

dwt2函数的应用非常广泛。

首先,它可以用于图像的多尺度分析。

通过对图像进行不同层次的分解,可以得到不同尺度下的图像信息。

这对于图像的特征提取、边缘检测等任务非常有用。

其次,dwt2函数还可以用于图像的压缩。

由于小波变换具有良好的能量集中性,可以将图像的能量集中在少数系数上,从而实现图像的压缩。

此外,dwt2函数还可以用于图像的去噪、图像融合等应用。

在使用dwt2函数时,需要注意一些问题。

首先,选择合适的小波滤波器非常重要。

不同的小波滤波器对图像的分解效果有很大影响。

常用的小波滤波器有haar、db、sym等。

其次,分解层数的选择也需要根据具体应用来确定。

分解层数越多,得到的子图像越多,但计算量也会增加。

最后,对于图像的重构,可以使用idwt2函数进行逆变换。

总之,dwt2函数是数字图像处理中常用的一种离散小波变换函数。

它可以将图像分解成多个不同频率的子图像,实现图像的多尺度分析和压缩。

在实际应用中,我们需要根据具体需求选择合适的小波滤波器和分解层数。

通过合理使用dwt2函数,可以实现对图像的高效处理和分析。

数字图像处理实验三图像滤波实验(模板运算)

数字图像处理实验三图像滤波实验(模板运算)

实验三图像滤波实验(模板运算)一.实验目的:模板运算是空间域图象增强的方法,也叫模板卷积。

(1)平滑:平滑的目的是模糊和消除噪声。

平滑是用低通滤波器来完成,在空域中全是正值。

(2)锐化:锐化的目的是增强被模糊的细节。

锐化是用高通滤波器来完成,在空域中,接近原点处为正,在远离原点处为负。

二.实验内容:(1)利用线性空间滤波(均值滤波)对一幅图象进行平滑,验证模板尺寸和滤波参数对图象的模糊效果的影响。

(2)利用非线性空间滤波器(中值滤波)对一幅噪声图象(椒盐噪声)进行平滑去噪,同时检验两种滤波模板(分别使用一个5×5的线性邻域平均模板和一个非线性模板:3×3中值滤波器)对噪声的滤波效果。

(3)利用线性空间滤波器,对灰度图象分别利用二阶标准Laplacian算子和对角线Laplacian算子对其进行锐化操作,增强图像边缘,验证检测效果。

三.实验原理:1.用31×31均值滤波模板,并分别采用参数boundary_options默认值和‘replicate’对图像test_pattern进行平滑处理;用3×3,5×5,7×7均值滤波模板对图像lena平滑处理,观察不同参数、不同模板尺寸对滤波效果的影响。

1.线性空间滤波函数imfilter来实现线性空间滤波,语法为:g = imfilter(f, w, filtering_mode, boundary_options, size_options)其中,f是输入图像,w为滤波模板,g为滤波结果,filtering_mode用于指定在滤波过程中是使用相关运算(‘corr’)还是卷积运算(‘conv’),相关就是按模板在图像上逐步移动运算的过程,卷积则是先将模板旋转180度,再在图像上逐步移动的过程,显然,若模板中心对称,则相关和卷积运算是相同操作,默认为相关运算;boundary_options用于处理边界充零问题,默认为赋零,若该参数为’replicate’表示输出图像边界通过复制原图像边界的值来扩展;size_options可以是’full’或’same’,默认为’same’,表示输出图像与输入图像的大小相同。

数字图像处理——高斯低通滤波器

数字图像处理——高斯低通滤波器

数字图像处理——⾼斯低通滤波器
低通滤波器
实验内容和要求:
(1)编程实现教材中公式(4.3.7)所⽰的⾼斯低通滤波器。

(2)使⽤⾼斯低通滤波器对教材图4.18(a)滤波得到图4.18(c)
f0=imread('Fig4.18(a).jpg');subplot(2,2,1);
imshow(f0);title('原图');
sigma=1.6;
gausFilter=fspecial('gaussian',[3,3],sigma);
gaus=imfilter(f0,gausFilter,'replicate');
subplot(2,2,2);imshow(gaus);title('sigma=1.6');
图像:
⼆维⾼斯函数:
fspecial函数(根据type来⽣成滤波器(算⼦)的函数)
imfilter函数(对任意多维数组或者图像进⾏滤波的函数)
低通滤波器(通低频,阻⾼频):理想低通滤波器(ILPF)、巴特沃斯低通滤波器(BLPF Butterworth)、⾼斯低通滤波器(GLPF)
⾼斯函数由于在时域和频域其都是正态分布,所以可以做为滤波器
在⼀维变换中,称靠近原点的为低频信息,靠近∏的为⾼频信息
⽽⾼斯分布函数(⼆维)在经历傅⾥叶变换后,其图像为:
所以看到,⾼斯分布函数可以作为低通滤波器。

另外:图像的⾼频信息⼀般代表图像的细节信息(边缘信息),所以低通滤波器⼀般是将图像变得更加模糊。

⾼斯滤波(⾼斯模糊属于⾼斯滤波)
a:⼆维低通滤波函数
c:⼆维⾼通滤波函数。

数字图像处理总复习题(答案)

数字图像处理总复习题(答案)

复习题1一填空1 数字图像具有(精度高、处理内容丰富、方法易变、灵活度高)的优点。

2 平面上彩色图像的表达式为((,); 平面上静止灰度图像的表达式为(()).3 采样点数越多,(空间分辨率)越高。

4 灰度级数越多,(图像幅度分辨率)越高。

5 图像信息的频域有快速算法,可大大减少(计算量),提高(处理效率)。

6 正交变换具有(能量集中)作用,可实现图像的(高效压缩编码)。

7 图像的几何变换包括(图像平移、比例缩放、旋转、仿射变换和图像插值)。

8 哈达玛变换仅由(+1, -1)组成,与(数值逻辑)的两个状态对应。

9 图像增强的频域法主要包括(图像的灰度变换、直方图修正、图像空域平滑和锐化处理、彩色增强)。

10 灰度图像的对数变换作用是(扩展图像的低灰度范围),同时(压缩高灰度范围),使得图像灰度(均匀分布)。

11灰度图像的指数变换作用是(扩展图像的高灰度范围),同时(压缩低灰度范围)。

12 灰度图像的直方图定义为(数字图像中各灰度级与其出现频数间的统计关系)。

13 当直方图(均匀分布)时,图像最清晰。

14 直方图均衡化的原理是通过原始图像的(灰度非线性变换)使其直方图变为均匀分布,以增加(图像灰度值的动态范围),从而达到增强图像的(整体对比度),使图像更清晰。

15 图像平滑的目的是(去除或衰减图像的噪声和假轮廓)。

16 图像平滑的中值滤波器法适合滤除(椒盐噪声和干扰脉冲),特别适合(图像目标物是块状的图像滤波)。

17 具有丰富尖角几何结构的图像,一般采用(十字形滤波窗)。

18 图像锐化的目的是(加重目标轮廓,使模糊图像变清晰)。

19.图像的退化过程一般被看作(噪声的污染)过程,而且假定(噪声为加性白噪声)。

20.按照图像压缩的原理,图像分为(像素编码,预测编码,变换编码,其他编码)等四类。

21.衡量图像编码的客观保真度性能指标有(均方根误差, 均方根信噪比,峰值信噪比).22. 正交变换编码能够高压缩比的原因是(实现了图像能量的集中,使得大多数系数为0或者数值很小)。

数字图像处理试题及答案

数字图像处理试题及答案

数字图像处理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 数字图像处理中,灰度化处理的目的是什么?A. 增加图像的分辨率B. 减少图像的存储空间C. 使彩色图像变为黑白图像D. 提高图像的对比度答案:C2. 在数字图像处理中,滤波器的作用是什么?A. 增强图像的边缘B. 减少图像的噪声C. 改变图像的颜色D. 以上都是答案:B3. 以下哪一项不是数字图像的基本属性?A. 分辨率B. 颜色深度C. 像素D. 文件大小答案:D4. 数字图像的直方图表示了什么?A. 图像的亮度分布B. 图像的对比度C. 图像的饱和度D. 图像的色相答案:A5. 在图像锐化处理中,通常使用什么类型的滤波器?A. 平滑滤波器B. 高通滤波器C. 低通滤波器D. 带通滤波器答案:B二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述数字图像的采样和量化过程。

答:数字图像的采样是指将连续的图像信号转换为离散信号的过程,通常通过在空间上等间隔地采样图像的亮度值来实现。

量化则是将采样得到的连续值转换为有限数量的离散值的过程,这通常涉及到将采样值映射到一个有限的灰度或颜色级别上。

2. 解释什么是图像的边缘检测,并说明其在图像处理中的重要性。

答:边缘检测是识别图像中亮度变化显著的区域,通常是物体边界的表示。

在图像处理中,边缘检测对于图像分割、特征提取、目标识别等任务至关重要,因为它能帮助算法理解图像的结构和内容。

3. 描述图像的几何变换包括哪些类型,并举例说明其应用场景。

答:图像的几何变换包括平移、旋转、缩放和错切等。

这些变换可以用于图像校正、图像配准、视角转换等场景。

例如,在医学成像中,几何变换可以用来校正由于患者姿势不同导致的图像偏差。

三、计算题(每题25分,共50分)1. 给定一个3x3的高斯滤波器模板:\[G = \begin{bmatrix}1 &2 & 1 \\2 & 4 & 2 \\1 &2 & 1\end{bmatrix}\]如果原始图像的一个小区域为:\[A = \begin{bmatrix}10 & 20 & 30 \\40 & 50 & 60 \\70 & 80 & 90\end{bmatrix}\]计算经过高斯滤波后的图像区域。

数字图像处理高通滤波器

数字图像处理高通滤波器

数字图像处理高通滤波器姓名:*** 学号:**********高通滤波是常见的频域增强的方法之一。

高通滤波与低通滤波相反,它是高频分量顺利通过,使低频分量受到削弱。

这里考虑三种高通滤波器:理想高通滤波器、巴特沃斯高通滤波器和高斯高通滤波器。

这三种滤波器涵盖了从非常尖锐(理想)到非常平坦(高斯)范围的滤渡器函数,其转移函数分别为:1、理想高通滤波器(IHPF )0),(),(1),(D v u D D v u D v u H >≤⎩⎨⎧=2、巴特沃斯高通滤波器(BHPF ) nv u D D v u H 20),()12(11),(⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=3、高斯高通滤波器(GHPF ) 2022/v ,u D 1),(D e v u H )(--=一、数字图像高通滤波器的实验过程:1、理想高通滤波器程序clear all ;clc;image = imread('test.jpg'); gimage_15 = func_ihpf(image,15); gimage_30 = func_ihpf(image,30); gimage_80 = func_ihpf(image,80); figuresubplot(221),imshow(image); title('Original');subplot(222),imshow(gimage_15); title('d0=15');subplot(223),imshow(gimage_30); title('d0=30');subplot(224),imshow(gimage_80); title('d0=80');%被调函数子函数G(u,v)=F(u,v)H(u,v)function gimage = func_ihpf(image,d0) image = double(image); f = fftshift(fft2(image)); [M,N]=size(f); a0 = fix(M/2);b0 = fix(N/2);for i=1:Mfor j=1:ND = sqrt((i-a0)^2+(j-b0)^2);if(D>d0)h=1;elseh=0;endg(i,j)=h*f(i,j);endendgimage = uint8(real(ifft2(ifftshift(g))));2、巴特沃斯高通滤波器程序clear all;clc;image = imread('test.jpg');gimage_15 = func_bhpf(image,15);gimage_30 = func_bhpf(image,30);gimage_80 = func_bhpf(image,80);figuresubplot(221),imshow(image);title('Original');subplot(222),imshow(gimage_15);title('d0=15');subplot(223),imshow(gimage_30);title('d0=30');subplot(224),imshow(gimage_80);title('d0=80');%被调函数子函数G(u,v)=F(u,v)H(u,v)function gimage = func_bhpf(image,d0) image = double(image);f = fftshift(fft2(image));[M,N]=size(f);nn = 1; %巴特沃斯阶数a0 = fix(M/2);b0 = fix(N/2);for i=1:Mfor j=1:ND = sqrt((i-a0)^2+(j-b0)^2);if(D == 0)h=0;elseh=1/(1+0.414*(d0/D)^(2*nn));endg(i,j)=h*f(i,j);endendgimage = uint8(real(ifft2(ifftshift(g))));3、高斯高通滤波器程序clear all;clc;image = imread('test.jpg');gimage_15 = func_ghpf(image,15);gimage_30 = func_ghpf(image,30);gimage_80 = func_ghpf(image,80);figuresubplot(221),imshow(image);title('Original');subplot(222),imshow(gimage_15);title('d0=15');subplot(223),imshow(gimage_30);title('d0=30');subplot(224),imshow(gimage_80);title('d0=80');%被调函数子函数G(u,v)=F(u,v)H(u,v)function gimage = func_ghpf(image,d0)image = double(image);f = fftshift(fft2(image));[M,N]=size(f);a0 = fix(M/2);b0 = fix(N/2);for i=1:Mfor j=1:ND = sqrt((i-a0)^2+(j-b0)^2);h=1-exp(-(D.^2)./(2*(d0^2)));g(i,j)=h*f(i,j);endendgimage = uint8(real(ifft2(ifftshift(g))));二、图像频域边缘增强的实验结果分析与讨论1、理想高通滤波器图1理想高通滤波器滤波效果(d0=15,30,80)当d0=15时,滤波后的图像无直流分量,但灰度的变化部分基本保留。

数字图像处理知识点与考点(经典)

数字图像处理知识点与考点(经典)
数字图像处理知识点与考点(经典)
第 1 章 导论(知识引导)
1. 图像、数字图像和数字图像处理: 答: “图”是物体投射或反射光的分布,是客观存在的。“像”是人的视觉系统对图在大脑中形成的 印象或认识。图像(image)是图和像的有机结合,即反映物体的客观存在,又体现人的心理因素;是 客观对象的一种可视表示,它包含了被描述对象的有关信息。 数字图像是指由被称作像素(pixel)的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后,每个小 块区域称为像素。 数字图像处理是指用数字计算机及其它有关数字技术,对图像施加某种运算和处理,从而达到某种 预想目的的技术. 2. 数字图像处理一般包括图像处理、图像分析、图像理解三个层次。 图像处理是对图像本身进行加工,以改善其视觉效果或表现形式,为图像分析打下基础,图像处理 的输出仍是图像。 图像分析是目标图像进行检测和各种物理量的计算,以获取对图像的客观描述。 图像理解是在图像分析的基础上。理解图像所表现的内容,分析图像间的相互联系,得出对客观场 景的解释。 3. 数字图像处理主要包括哪些研究内容? 答:图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、 重建、编码和压缩、分割等处理,它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。 4. 一个数字图像处理系统由哪几个模块组成?试说明各模块的作用。 答: 一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像处理和分析、图像存储、图像通信、图像输出5 个模块组成,如下图所示。
说明:通过细心调整折线拐点的位置及控制分段直线的斜率,可对任一灰度区间进行拉伸或压缩。 4.曝光不足或过度的情况下,图像灰度可能会局限在一个很小的范围内,故采用线性变换拉伸图像。 5.直方图的均衡化(考)(习题第四章 6 题,如下示例)与规定化

数字图像处理方法-图像增强2

数字图像处理方法-图像增强2

求出:k1和k2 求出:l1和l2
第五章 图像增强
23
空域处理—彩色图像增强
彩色平衡实现的算法
9 分别对R、G、B图像实施变换:
*=
+
R(x, y) k1*R(x, y) k 2
B(x, y)* = l1*B(x, y) + l2
G(x, y)* = G(x, y)
9 得到彩色平衡图像
第五章 图像增强
直方图均衡化的技术要点:
公理:直方图p(rk ),为常数的图像对比度最好
目标:寻找一个灰度变换函数T(r),使结果图像 的直方图p(sk )为一个常数
第五章 图像增强
3
空域处理—直方图增强
直方图均衡—灰度变换函数
1) 求出原图 f 的灰度直方图,设为h。h为一个256维的向 量。
2) 求出图像 f 的总体像素个数, Nf=m ×n
第五章 图像增强
32
空域处理—彩色图像增强
伪彩色增强
人类可以分辨比灰度层次更多的颜色种类 将灰度图像变换为彩色图像——伪彩色图像 方法:伪彩色变换,密度分割
伪彩色变换法—独立映射表变换法
9对灰度图像 f(x, y),建立颜色映射表:
IR
=
T (I ) R
IG
=
T (I ) G
I = T (I )
B
B
9形成RGB图像各分量为: R (x , y ) = T R ( f (x , y
))
第五章 图像增强
G (x, y ) = TG( f (x, y ))
B(x, y) = TB( f (x, y
33
))
空域处理—彩色图像增强
伪彩色变换流程

数字图像处理复习题 解答

数字图像处理复习题 解答

《数字图像处理》复习题1. 假设线性平移不变系统的输入是f (x ),系统的脉冲响应函数是h (x ),分别写出在空间域和频率域中输出函数的表达式。

解答:2. 数字图像大致可以分为几种类型?各自如何数字描述?RGB 彩色图像与索引彩色图像有什么区别? 解答:二值图像、灰度图像、RGB 彩色图像、索引彩色图像。

…… 3. 图像灰度直方图的定义和性质。

(略)4. 在一个线性拉伸中,当a ,b 取何值时,可将双峰直方图的两个峰分别从23和155移到16和240?画出灰度变换函数和两个直方图的形状。

解答: 变换函数为:b aD D A B +=,则 16=23a+b; 240=155a+b于是:a =1.7,b =-23。

(两个直方图峰值之间距离拉开) 5. 图像灰度变换增强有那几种方式,简述其原理。

(见第3章)6. 一幅图象的灰度原始图较暗且动态范围较小,反应在直方图上就是其直方图所占据的灰度范围较窄且集中在低灰度一边,调整直方图使其占据整个图象灰度允许的范围,图象会有何变化?解答:图像对比度增强7. 图像亮度增大或减小时,图像直方图如何变化?当图像对比度增大或减小时,图像直方图如何变化?画出示意图。

解答:a) 当图像的亮度增大时,直方图向右平移;当图像的亮度减小时,直方图向左平移。

b) 当图像对比度增大时,直方图峰值之间距离增大;当图像对比度减小时,直方图峰值之间距离减小。

8. 下图是一幅图像在不同状态下的直方图,试分析其视觉效果,哪一个直方图对应的图像对比度最高?解答:第一和第二直方图对应的图像分别偏暗和偏亮,对比度都很差。

第三直方图对应的图像灰度范围较大,对比度比前两个图像对比度要好。

第四直方图对应的图像灰度范围充满了整个动态范围,对比度最好。

9. 有一幅整体偏暗的图像,不能分辨其细节,这时单纯提高每个象素的灰度值能提高其对比度吗?为什么?若不能,应选择什么样的方法?解答:单纯提高图像每个像素的灰度值,只是使图像整体变亮,反映在直方图上则表现为直方图整体向又平移,因此不能提高对比度。

数字图像处理------中值滤波

数字图像处理------中值滤波

数字图像处理------中值滤波⼀中值滤波概念中值滤波算法以某像素的领域图像区域中的像素值的排序为基础,将像素领域内灰度的中值代替该像素的值[1];如:以3*3的领域为例求中值滤波中像素5的值图11)int pixel[9]中存储像素1,像素2...像素9的值;2)对数组pixel[9]进⾏排序操作;3)像素5的值即为数组pixel[9]的中值pixel[4]。

中值滤波对处理椒盐噪声⾮常有效。

⼆中值滤波代码实现//中值滤波:本算法采⽤3*3的领域范围void MyImage::MedianFilterOper(){//0. 准备:获取图⽚的宽,⾼和像素信息,int const num = 3 * 3;unsigned char pixel[num] = { 0 }; //保存领域的像素值int width = m_bmpInfo.biWidth;int height = m_bmpInfo.biHeight;int widthbyte = (width * m_bmpInfo.biBitCount / 8 + 3) / 4 * 4; //保证为4的倍数//相对于中⼼点,3*3领域中的点需要偏移的位置int delta[3 * 3][2] = {{ -1, -1 }, { -1, 0 }, { -1, 1 }, { 0, -1 }, { 0, 0 }, { 0, 1 }, { 1, -1 }, { 1, 0 }, {1, 1}};//1. 中值滤波,没有考虑边缘for (int i = 1; i < height-1; ++i){for (int j = 1; j < widthbyte-1; ++j){//1.1 提取领域值for (int k = 0; k < num; ++k){pixel[k] = m_imagedata[(i + delta[k][0])*widthbyte + j + delta[k][1]];}//1.2 排序qsort(pixel, num, sizeof(unsigned char), compa);//1.3 获取该中⼼点的值m_imagedata[i*widthbyte + j] = pixel[num / 2];}}}3 中值滤波概述 滤波是基于排序统计理论的⼀种能有效抑制噪声的⾮线性信号平滑处理技术,它将每⼀点的设置为该点某邻域窗⼝内的所有像素点灰度值的。

数字图像处理期末考试A卷试题答案

数字图像处理期末考试A卷试题答案

中山大学软件学院2007 级软件工程专业(2009秋季学期)《数字图像处理》期末试题答案(A)第一部分(闭卷)45分钟1、简要回答下列问题(10分):(a ) 试给出一个理由,说明伪彩色图像处理的必要性A: 人眼对色彩的敏感程度要远远高于对灰度级别的敏感程度(b ) 一彩色打印机打印出来的照片的色彩和显示器上显示的色彩不一样,请给出至少1个可能的理由。

A :○1光线的色彩范围和颜料的色彩范围不同,有些光线的颜色颜料不能表示;○2原料和工艺的差别 (c ) 令图像),(y x f 的灰度范围为[50, 80],我们希望作一个线性变换,使得变换后图像),(y x g 的灰度值范围为[20,180],请写出),(y x g 与),(y x f 之间存在的变换公式。

A :20]50),([31620]50),([508020180),(+−=+−−−=y x f y x f y x g (d ) 一幅256×256的彩色图像,若R 、G 、B 三个颜色平面的强度级别均为256,则存储它所需的存储空间大小是多少?A :256×256×8×3=3×219=1.5Mbits2、(7分)写出一个使用形态学(Morphological)算法提取边缘的方法,并用该方法提取下图A 的边缘,给出步骤并画出结果图。

题2图A :如下图所示集合A 的边界表示为)(A β,它可以通过先由B 对A 腐蚀,而后用A 减去腐蚀结果而得到,即:)()(B A A A Θ−=β3、(8分)假设一幅数字图像上带有随机加性噪声,而我们对这幅图像的拍摄信息一无所知。

请设计一个方案用来判断噪声模型(简要说明步骤)。

如图为一幅16级灰度的图像。

请写出3x3的均值滤波器和3x3的中值滤波器;并给出两种滤波器对下图的滤波结果(只处理灰色区域,不处理边界)。

题3图答:○1在图像的平坦区域取一小块子图像做直方图,与已有的噪声模型作对比 ○2均值滤波:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111111191 中值滤波:],,,[),(921x x x Median y x g L =均值滤波可以去除突然变化的点噪声,从而滤除一定的噪声,但其代价是图像有一定程度的模糊;中值滤波容易去除孤立的点、线噪声,同时保持图像的边缘。

cv2 最大值滤波

cv2 最大值滤波

cv2 最大值滤波
最大值滤波是一种常用的图像处理方法,用于平滑图像并去除噪声。

它通过在图像中的每个像素周围选取一个窗口,然后将窗口中的像素值进行排序,最后将最大值作为该像素的新值。

这样可以有效地减少图像中的噪声,提高图像的质量。

最大值滤波在很多图像处理领域都有广泛的应用。

例如,在数字图像处理中,最大值滤波可以用来去除图像中的椒盐噪声。

椒盐噪声是指图像中随机出现的黑白像素点,对图像的观感产生很大的影响。

通过使用最大值滤波,可以将这些噪声像素点替换为周围像素中的最大值,从而减小噪声的影响,使图像更加清晰。

除了去除噪声外,最大值滤波还可以用于图像的边缘检测。

边缘是图像中亮度变化显著的区域,通过对图像进行最大值滤波,可以使边缘区域的亮度变得更加突出,从而更容易进行边缘检测。

最大值滤波是一种简单但有效的图像处理方法,它可以在很大程度上改善图像的质量。

然而,最大值滤波也有一些局限性。

由于它只考虑了窗口中的最大值,而没有考虑其他像素的贡献,因此可能会导致图像细节的丢失。

此外,最大值滤波对于处理包含大面积均匀颜色的图像效果较差,可能会导致图像变得模糊。

最大值滤波是一种常用的图像处理方法,可以有效地去除图像中的噪声,并突出边缘区域。

它在数字图像处理、计算机视觉等领域都
有广泛的应用。

但是,在应用最大值滤波时,需要根据实际情况选择合适的窗口大小和滤波参数,以达到最佳的处理效果。

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{
sumx += src_data[i*cols + j + n] * kernelx[n + centerx];
}
tmp[i*cols + j] = cvRound(sumx);
}
}
//进行纵向的一维高斯滤波,采用的滤波器和横向的滤波器相同
for (i = centery; i < rows - centery; ++i)
memcpy(tmp, src_data, rows*cols);
//进行横向的一维高斯滤波
for (i = 0; i < rows; ++i)
{
for (j = centerx; j < cols - centerx; ++j)
{
sumx = 0;
for (n = -centerx; n <= centerx; ++n)
{
for (j = 0; j < cols; ++j)
{
sumy = 0;
for (m = -centery; m <= centery; ++m)
{
sumy += tmp[(i + m)*cols + j] * kernely[m + centery];
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace cv;
using namespace std;
}
for (i = 0; i<lengthy; i++)
{
kernely[i] /= sumy;//归一化,使得高斯滤波器的元素系数之和为1
}
unsigned char *tmp = new unsigned char[rows*cols];//tmp保存经过横向高斯滤波后的结果
int lengthy = 2 * centery + 1;
float* kernelx = new float[lengthx];
float* kernely = new float[lengthy];
double sigma2x = sigmax*sigmax;
double sigma2y = sigmay*sigmay;
void GaussianFilter(const unsigned char src_data[], unsigned char dst_data[], int cols, int rows, double sigma)
{
//对利用可分离性求二维高斯滤波,先横向一维高斯滤波,然后纵向一维高斯滤波。
{
sum = 0;
for (m = -center; m <= center; ++m)
{
sum += tmp[(i + m)*cols + j] * kernel[m + center];
}
dst_data[i*cols + j] = cvRound(sum);
int i, j, m, n;
float sum = 0;
int center = (int)(3 * sigma);//3sigma原则确定滤波器尺寸
int length = 2 * center + 1;
float* kernel = new float[length];
double sigma2 = sigma*sigma;
//进行横向的一维高斯滤波
for (i = 0; i < rows; ++i)
{
for (j = center; j < cols - center; ++j)
{
sum = 0;
for (n = -center; n <= center; ++n)
{
sum += src_data[i*cols + j + n] * kernel[n + center];
for (i = 0; i<length; i++)
{
double r = center - i;
kernel[i] = (float)(exp(-0.5*r*r / sigma2));//高斯核函数
sum += kernel[i];
}
for (i = 0; i<length; i++)
imshow(source_window, src);
src.copyTo(dst);
GaussianFilter(src.data, dst.data, src.cols, src.rows, 2);
namedWindow(gaussian_window, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
imshow(Change_window, dst);
waitKey(0);
return 0;
}
int i, j, m, n;
float sumx = 0,sumy=0;
int centerx = (int)(3 * sigmax);//3sigma原则确定滤波器尺寸
int centery = (int)(3 * sigmay);
int lengthx = 2 * centerx + 1;
char* gaussian_window = "gaussian Image";
char* Change_window = "Change Image";
src = imread(argv[1], CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
namedWindow(source_window, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
imshow(gaussian_window, dst);
src.copyTo(dst);
Change(src.data, dst.data, src.cols, src.rows, 2, 10);
namedWindow(Change_window, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
{
kernel[i] /= sum;//归一化,使得高斯滤波器的元素系数之和为1
}
unsigned char *tmp = new unsigned char[rows*cols];//tmp保存经过横向高斯滤波后的结果
memcpy(tmp, src_data, rows*cols);
}
tmp[i*cols + j] = cvRound(sum);
}
}
//进行纵向的一维高斯滤波,采用的滤波器和横向的滤波器相同
for (i = center; i < rows - center; ++i)
{
for (j = 0; j < cols; ++j)
for (i = 0; i<lengthx; i++)
{
double rx = centerx - i;
kernelx[i] = (float)(exp(-0.5*rx*rx / sigma2x));//高斯核函数
sumx += kernelx[i];
}
for (i = 0; i<lengthy; i++)
}
}
delete tmp;
}
void Change(const unsigned char src_data[], unsigned char dst_data[], int cols, int rows, double sigmax,double sigmay)
{
//对利用可分离性求二维高斯滤波,先横向一维高斯滤波,然后纵向一维高斯滤波。
{
double ry = centery - i;
kernely[i] = (float)(exp(-0.5*ry*ry / sigma2y));//高斯核函数
sumy += kernely[i];
}
for (i = 0; i<lengthx; i++Байду номын сангаас
{
kernelx[i] /= sumx;//归一化,使得高斯滤波器的元素系数之和为1
}
dst_data[i*cols + j] = cvRound(sumy);
}
}
delete tmp;
}
int main(int argc, char** argv)
{
Mat src, dst;
char* source_window = "Source image";
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