数字图像处理期末复习(五)频率域图像处理

5.1 图像变换

将图像从空间2D平面变换到频率域,目的是更具图像在频率域中的某些性质对图像进行处理。

5.1.1 傅立叶变换

一维傅立叶变换

二维傅立叶变换

5.2 频率域图像处理

在频率域,图像信息表现为不同频率的组合

如果让某些频率的分量受到抑制,而其他的频率分量保持不变,则可以改变输出图像的频率分布,从而达到不同的增强目的。

频率域增强有三个步骤:

  1. 将图像从图像空间转换成频率空间
  2. 在频域进行一些操作,以达到增强的目的
  3. 将增强后的图像从频率域转换成空间域

频域技术的基础是卷积

代表空间域的卷积相当于频率域的乘积。因此可以在频率域中直接设计滤波器,对信号进行加强。

5.3 基于频率域的图像噪声消除——频率域低通滤波

频率域中的低通滤波与空间域的平滑处理类似。

低通滤波器:能抑制高频成分幅度的滤波器。

  • 图像的边缘和噪声都对应傅立叶频谱的高频成分
  • 频率域中的低通滤波可以去除或削弱噪声的影响,但同时也会模糊边缘细节,降低图像的清晰程度

5.3.1 理想低通滤波器

5.3.2 巴特沃斯低通滤波器

当H(u,v)=0.5时,他的特性是传递函数比较光滑,连续性衰减,不陡峭,采用这个滤波器平滑抑制噪声时,图像的边缘模糊程度大大减小,没有振铃效应。

5.3.3 高斯低通滤波器

5.3.4 梯形低通滤波器

5.3.5 指数低通滤波器

5.4 基于频率域的图像增强——频率域高通滤波

频率域中的高通滤波与空间域的锐化处理类似。

图像的边缘对应高频分量,锐化图像就需要使用高通滤波器。

高通滤波器保留图像的高频成分,除去低频成分。

如果Hlp(u,v)是一个低通滤波器,对应的高通滤波器可以是Hhp(u,v)=1-Hlp(u,v)

5.4.1 理想高通滤波器

5.4.2 巴特沃斯高通滤波器

5.4.3 高斯高通滤波器

5.5 带阻滤波和带通滤波

带阻滤波器阻止一定频率范围内的信号,允许其他频率范围的信号通过。

带通滤波器允许一定频率范围内的信号通过,阻止其他频率范围的信号。

本文作者:jujimeizuo
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