图像的空间域滤波和频域滤波

实验三：数字图像的空间域滤波和频域滤波

一、实验目的

1. 掌握图像滤波的基本定义及目的。

2. 理解空间域滤波的基本原理及方法。

3. 掌握进行图像的空域滤波的方法。

4. 掌握傅立叶变换及逆变换的基本原理方法。

5. 理解频域滤波的基本原理及方法。

6. 掌握进行图像的频域滤波的方法。

二、实验内容

1、平滑空间滤波：

1) 读入一幅灰度图像，给这幅图像分别加入椒盐噪声和高斯噪声后并显示。

2) 对加入噪声图像选用不同的平滑（低通）模板做运算，对比不同模板所形成的效果， 要求在同一窗口中显示。

3) 使用函数imfilter 时，分别采用不同的填充方法（或边界选项，如零填

充、’replicate ’、’symmetric ’、’circular ’）进行低通滤波，显示处理后的图像。

4) 对加入椒盐噪声的图像分别采用均值滤波法，和中值滤波法对有噪声的图像做处 理，要求在同一窗口中显示结果。

5) 自己设计平滑空间滤波器，并将其对噪声图像进行处理，显示处理后的图像。

2、锐化空间滤波

1) 读入一幅图像，采用3×3的拉普拉斯算子w = [ 1, 1, 1; 1 – 8 1; 1, 1,

1]对其进行滤波。

2) 编写函数w = genlaplacian(n)，自动产生任一奇数尺寸n 的拉普拉斯算子，如5×5 的拉普拉斯算子

w = [ 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1

1 1 -24 1 1

1 1 1 1 1

1 1 1 1 1]

3) 分别采用5×5，9×9，15×15和25×25大小的拉普拉斯算子对图像进行锐化滤波，

并利用式2(,)(,)(,)g x y f x y f x y =-∇完成图像的锐化增强，观察其有何不同，要求在同一窗口中显示。

4) 自己设计锐化空间滤波器，并将其对噪声图像进行处理，显示处理后的图像；

三、实验代码及结果

1、（1）

>>i1=imread('C:\Users\Administrator\Desktop\图片1.bmp');

>> I1=rgb2gray(i1);

>> I1_noise1=imnoise(I1,'salt & pepper');

>> I1_noise2=imnoise(I1,'gaussian');

>>subplot(1,2,1),imshow(I1_noise1),title('I1.noise1'),subplot(1,2,2),imshow(I1_noise2),title('I1.n oise2');

（2）

>> I1_1=filter2(fspecial('average'),I1_noise1)/255;

>> I1_2=medfilt2(I1_noise1);

>>subplot(1,2,1),imshow(I1_1),title('I1.noise1.average'),subplot(1,2,2),imshow(I1_2),title('I1.nois e1.medfilt2');

>> I1_3=filter2(fspecial('average'),I1_noise2)/255;

>> I1_4=medfilt2(I1_noise2);

>>subplot(1,2,1),imshow(I1_3),title('I1.noise2.average'),subplot(1,2,2),imshow(I1_4),title('I1.nois e2.medfilt2');

（3）

>> h=fspecial('motion',15,15);

>> I1_5=imfilter(I1,h,0);

>> I1_6=imfilter(I1,h,'replicate');

>> I1_7=imfilter(I1,h,'symmetric');

>> I1_8=imfilter(I1,h,'circular');

>>subplot(2,2,1),imshow(I1_5),title('零填充'),subplot(2,2,2),imshow(I1_6),title('replicate'),subplot(2,2,3),imshow(I1_7),title('symmetric'),subp lot(2,2,4),imshow(I1_8),title('circular');

（4）同（2）的第二种情况。

（5）

>> domain=[0 0 1 0 0;

0 0 1 0 0;

1 1 1 1 1;

0 0 1 0 0;

0 0 1 0 0];

>> I1_9=ordfilt2(I1_noise1,5,domain);

>> I1_10=ordfilt2(I1_noise2,5,domain);

>> subplot(1,2,1),imshow(I1_9),title('I1.9'),subplot(1,2,2),imshow(I1_10),title('I1.10');

2、（1）

>> m=imread('C:\Users\Administrator\Desktop\图片3.bmp');

>> M=rgb2gray(m);

>> M1=double(M)/255;

>> w=[1 1 1;

1 -8 1;

1 1 1];

>> M1_1=conv2(M1,w);

>> imshow(M1_1),title('M1.1');