09CK数字图像处理实验报告二msl.docx
《09CK数字图像处理实验报告二msl.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《09CK数字图像处理实验报告二msl.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
09CK数字图像处理实验报告二msl
数字图像处理
实验报告二
2011/12/10
测控0901
林杰
实验2图像平滑实验
一、实验目的
1．通过实验掌握图像去噪的基本方法；
2．学会根据情况选用不同方法。
二、实验的硬件、软件平台
硬件：
计算机
软件：
操作系统：
WINDOWS7
应用软件：
MATLAB
三、实验内容及要求
1．实验内容
请在如下面方法中选择多个，完成图像去噪操作，并进行分析、比较。
（1）对静态场景的多幅图片取平均；
（2）空间域模板卷积（不同模板、不同尺寸）；
（3）频域低通滤波器（不同滤波器模型、不同截止频率）；
（4）中值滤波方法。
2．实验要求
（1）图片可根据需要选取；
（2）对不同方法和同一方法的不同参数的实验结果进行分析和比较，如空间域卷积模板可有高斯型模板、矩形模板、三角形模板和自己根据需求设计的模板等；模板大小可以是3×3，5×5，7×7或更大。
频域滤波可采用矩形或巴特沃斯等低通滤波器模型，截止频率也是可选的。
（3）分析比较不同方法的结果。
四、思考题
1．不同空间域卷积器模板的滤波效果有何不同？
2．空间域卷积器模板的大小的滤波效果有何影响？
3．用多幅图像代数平均的方法去噪对图像有何要求？
4．不同频域滤波器的效果有何不同？
五、实验报告要求
1．列出程序清单并进行功能注释；
2．说明不同方法去噪效果；
3．对去噪方法进行详细分析对比。
******************对静态场景的多幅图片取平均************************
实验代码如下
clc
clearall
a1=imread（'lenna_noise1.bmp'）;%读入图片
a2=imread（'lenna_noise2.bmp'）;
a3=imread（'lenna_noise3.bmp'）;
a4=imread（'lenna_noise4.bmp'）;
a5=imread（'lenna_noise5.bmp'）;
a6=imread（'lenna_noise6.bmp'）;
a7=imread（'lenna_noise7.bmp'）;
a8=imread（'lenna_noise8.bmp'）;
b1=double（a1）/255;%变换图像数据类型
b2=double（a2）/255;
b3=double（a3）/255;
b4=double（a4）/255;
b5=double（a5）/255;
b6=double（a6）/255;
b7=double（a7）/255;
b8=double（a8）/255;
c=（b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8）/8;%八幅图取平均
subplot（331）,imshow（a1）;%三行三列，显示图像1-8
subplot（332）,imshow（a2）;subplot（333）,imshow（a3）;subplot（334）,imshow（a4）;subplot（335）,imshow（a5）;
subplot（336）,imshow（a6）;subplot（337）,imshow（a7）;
subplot（338）,imshow（a8）;
subplot（339）,imshow（c）%%显示平均后的图像
******************空间域模板卷积（不同模板、不同尺寸）***************
%%邻域模板
clc
clearall
i=imread（'Panda_jiaoyan.bmp'）;%读入图像
i=double（i）/255;%变换数据类型
subplot（221）;
imshow（i）;%显示图像
title（'原图像'）;h=1/5*[010;101;010];%定义4邻域平均模板
a=filter2（h,i）;%进行滤波
subplot（222）;
imshow（a）;%显示图像
title（'4邻域平均模板'）;
subplot（223）;
h=1/12*[0110;1111;1111;0110];%定义8邻域平均模板
a=filter2（h,i）;
imshow（a）;title（'8邻域平均模板'）;
subplot（224）;
h=1/12*[01110;11111;11111;01110];%定义12邻域平均模板
a=filter2（h,i）;
imshow（a）;
title（'12邻域平均模板'）
%%高斯模板
clc
clearall%高斯模板
i=imread（'Panda_jiaoyan.bmp'）;%读入图像
i=double（i）/255;%数值转换
subplot（231）;
imshow（i）;%显示图像%选用3*3的高斯模板
title（'原图像（高斯模板）'）
h=fspecial（'gaussian'）;%产生预定义滤波器
%格式为b=fspecial（A,[m,n]）;这里[m,n]是邻域大小，默认值为【3,3】
a=filter2（h,i）;%对图像进行卷积滤波的函数格式：
A=filter2（h，B）
%其函数返回图像B经算子h滤波后的图像给A
subplot（232）;imshow（a）;title（'3*3'）
subplot（233）;h=fspecial（'gaussian',[55]）;a=filter2（h,i）;imshow（a）;
title（'5*5'）%选用5*5的高斯模板
subplot（234）;h=fspecial（'gaussian',[77]）;%选用7*7的高斯模板
a=filter2（h,i）;imshow（a）;title（'7*7'）
subplot（235）;h=fspecial（'gaussian',[99]）;%选用9*9的高斯模板
a=filter2（h,i）;imshow（a）;title（'9*9'）
subplot（236）;
h=fspecial（'gaussian',[1111]）;%选用11*11的高斯模板
a=filter2（h,i）;imshow（a）
title（'11*11'）
加权模板
%加权模板
i=imread（'Panda_jiaoyan.bmp'）;%读入图像
i=double（i）/255;%数据类型转换?
subplot（1,3,1）;
imshow（i）;%显示图像
title（'原图像'）
h=1/10*[111;121;111];%选用3*3的加权平均模板
a=filter2（h,i）;
subplot（1,3,2）;
imshow（a）;
title（'3*3的加权平均模板'）
subplot（1,3,3）;
h=1/48*[01210;12421;24842;12421;01210];%选用5*5的加权平均模板
a=filter2（h,i）;
imshow（a）;
title（'5*5的加权平均模板'）
******************中值滤波方法完成图像去噪操作***********************
clc
clearall%高斯模板
i=imread（'Panda_jiaoyan.bmp'）;%读入图像
i=double（i）/255;%数值转换
subplot（221）;
imshow（i）;%显示图像
title（'原图像（中值）'）
a=medfilt2（i,[33]）;%%中值滤波函数medfilt2，m行n列的滤波器
subplot（222）;imshow（a）;title（'3*3'）
subplot（223）;
a=medfilt2（i,[55]）;imshow（a）;title（'5*5'）%选用5*5
subplot（224）;a=medfilt2（i,[77]）;imshow（a）;
title（'7*7'）
******频域低通滤波器（不同滤波器模型、不同截止频率）完成图像去噪操作**
clc
clearall%高斯模板
i=imread（'noise1.bmp'）;%读入图像
i=double（i）/255;%数值转换
figure;imshow（i）;%显示图像
title（'原图像'）
figure;%%%理想低通滤波器
[f1,f2]=freqspace（25,'meshgrid'）;%频率响应的频率空间
Hd=zeros（25,25）;
d=sqrt（f1.^2+f2.^2）<0.1;%低通滤波器的响应
Hd（d）=1;mesh（f1,f2,Hd）
figure;
a=filter2（Hd,i）;
imshow（a）;
%%截止频率为20Hz
i=imread（'noise1.bmp'）;%读入图像
subplot（2,3,1）;%显示2行3列第一幅图像
imshow（i）;%显示图像
a=fft2（double（i））;%进行傅里叶变换
subplot（2,3,2）;%显示2行3列第二幅图像
imshow（abs（a）,[]）;%显示实数部分
s=log（1+abs（a））;%进行对数运算,降低灰度值
subplot（2,3,3）;%显示2行3列第三幅图像
imshow（abs（s）,[]）;%显示降低灰度后的傅里叶频谱
fc=fftshift（a）;%把频谱移中
s=log（a+abs（fc））;%把移中的频谱进行对数运算,提高灰度
subplot（2,3,4）;%显示2行3列第四幅图像
imshow（abs（s）,[]）;%显示图像
[m,n]=size（fc）;%获取频谱图大小
fori=1:
m%进行点运算
forj=1:
n%计算频率平面道远点的距离
u=floor（i-m/2）;v=floor（j-n/2）;d=（u^2+v^2）^0.5;
h（i,j）=1/（1+（d/20）^2）;%定义巴特沃斯低通滤波器
fe（i,j）=h（i,j）*fc（i,j）;%进行巴特沃斯低通滤波
end
end
[m,n]=size（fc）;%获取频谱图大小
fori=1:
m%进行点运算
forj=1:
n
u=floor（i-m/2）;%计算频率平面道远点的距离
v=floor（j-n/2）;
d=（u^2+v^2）^0.5;
ifd<20%定义理想低通滤波器
h（i,j）=1;
else
h（i,j）=0;
end
fa（i,j）=h（i,j）*fc（i,j）;
end
end
FF=ifftshift（fe）;%对经巴特沃斯处理的频谱进行逆移中
ff=real（ifft2（FF））;%取傅里叶逆变换的实数部分
AA=ifftshift（fa）;%对经理想滤波处理的频谱进行逆移中
aa=real（ifft2（AA））;%取傅里叶逆变换的实数部分
subplot（2,3,5）;%显示2行3列第五幅图像
imshow（uint8（ff））;%显示图像
subplot（2,3,6）;%显示2行3列第六幅图像
imshow（uint8（aa））;%显示图像
%%%%截止频率为70
i=imread（'noise1.bmp'）;%读入图像
subplot（2,3,1）;%显示2行3列第一幅图像
imshow（i）;%显示图像
a=fft2（double（i））;%进行傅里叶变换
subplot（2,3,2）;%显示2行3列第二幅图像
imshow（abs（a）,[]）;%显示实数部分
s=log（1+abs（a））;%进行对数运算,降低灰度值
subplot（2,3,3）;%显示2行3列第三幅图像%获取频谱图大小
imshow（abs（s）,[]）;%显示降低灰度后的傅里叶频谱
fc=fftshift（a）;%把频谱移中
s=log（a+abs（fc））;%把移中的频谱进行对数运算,提高灰度
subplot（2,3,4）;%显示2行3列第四幅图像
imshow（abs（s）,[]）;%显示图像
[m,n]=size（fc）;%获取频谱图大小
fori=1:
m%进行点运算
forj=1:
n
u=floor（i-m/2）;%计算频率平面道远点的距离
v=floor（j-n/2）;
d=（u^2+v^2）^0.5;
h（i,j）=1/（1+（d/80）^2）;%定义巴特沃斯低通滤波器
fe（i,j）=h（i,j）*fc（i,j）;%进行巴特沃斯低通滤波
end
end
[m,n]=size（fc）;fori=1:
m%进行点运算
forj=1:
n
u=floor（i-m/2）;%计算频率平面道远点的距离
v=floor（j-n/2）;
d=（u^2+v^2）^0.5;
ifd<70%定义理想低通滤波器
h（i,j）=1;
else
h（i,j）=0;
end
fa（i,j）=h（i,j）*fc（i,j）;
end
end
FF=ifftshift（fe）;%对经巴特沃斯处理的频谱进行逆移中
ff=real（ifft2（FF））;%取傅里叶逆变换的实数部分
AA=ifftshift（fa）;%对经理想滤波处理的频谱进行逆移中
aa=real（ifft2（AA））;%取傅里叶逆变换的实数部分
subplot（2,3,5）;%显示2行3列第五幅图像
imshow（uint8（ff））;%显示图像
subplot（2,3,6）;%显示2行3列第六幅图像
imshow（uint8（aa））;%显示图像
*************自定义滤波器*************************************
clc
clearall
i=imread（'noise1.bmp'）;%读入图像
i=double（i）/255;%数值转换
figure;
[f1,f2]=freqspace（21,'meshgrid'）;%频率响应的频率空间
Hd=ones（21）;
r=sqrt（f1.^2+f2.^2）;
Hd（（r<0.08）|（r>0.3））=0;%所需的滤波器
subplot（131）,mesh（f1,f2,Hd）
win=fspecial（'gaussian',21,2）;%高斯滤波器
win=win./max（win（:
））;%归一化
subplot（132）,mesh（win）%高斯滤波器
h=fwind2（Hd,win）;%产生的滤波器
subplot（133）,freqz2（h）%产生滤波器的频率响应
figure;
subplot（121）,
imshow（i）;
title（'原图像'）
a=filter2（h,i）;
subplot（122）,
imshow（a）;title（'变换后'）
*******************带通*********************************
clc
clearall
i=imread（'noise1.bmp'）;%读入图像
i=double（i）/255;%数值转换
figure;%%%平流层抽样法设计二位带通滤波器
Hd=zeros（11,11）;Hd（4:
8,4:
8）=1;
[f1,f2]=freqspace（11,'meshgrid'）;%频率响应的频率空间
subplot（221）,mesh（f1,f2,Hd）,%绘出所需的频率响应
axis（[-11-1101.2]）,colormap（jet（64））
h=fsamp2（Hd）;%频率抽样法产生滤波器
subplot（222）,freqz2（h,[3232]）,%滤波器的频率响应
axis（[-11-1101.2]）
subplot（223）
imshow（i）;
title（'原图像'）
subplot（224）
a=filter2（h,i）;
imshow（a）;title（'带通变换后图像'）
升级会员 