首页 > 其他分享 >数字图像处理第五章

数字图像处理第五章

时间:2023-11-30 11:55:37浏览次数:31  
标签:滤波器 数字图像处理 图像 振铃 频域 第五章 成分 低通滤波器

数字图像处理

5.频域图像增强

(1)空域图像增强和频域图像增强结合起来是图像增强技术的完整内容。

(2)频谱:频谱是在频域中反应了图像幅度和相位随频率分布情况的描述图像特征的方法。

​ ① 图像平坦区域对应频谱中低频成分,图像细节内容对应频谱中高频成分。

​ ② 频域图像增强利用了图像在频域中的特有频域特征进行滤波处理。

5.1 滤波基础(理解)

(1)频域值图像的傅里叶变换域;频域图像增强利用图像在频域中特有的频率特征进行滤波处理。

(2)频域滤波的意义:

​ ① 低通滤波允许频谱中低频成分通过,限制高频成分;用于滤除噪声和不必要的细节和纹理,与空域图像平滑等效。

​ ② 高通滤波允许频谱中高频成分通过,限制低频成分;用于突出边缘和细节,与空域图像锐化等效。

(3)频域滤波的核心是 设计滤波器的传递函数 H ( u, v )。

(4)频域滤波的基本流程:

QQ图片20231118141724

​ ① 计算 f ( x, y ) ( -1 ) x+y(使图像低频成分移到频谱中央) 的二维离散傅里叶变换 F( u, v )。

​ ② 设计频域滤波器传递函数 H( u, v ) ,与输入图像频谱 F( u, v ) 相乘,获得频域滤波结果 G( u, v )。

​ ③ 通过傅里叶逆变换,截取 G( u, v )实部,并乘以( -1 ) x+y,(抵消移位)。

5.2 低通滤波器(理解)

(1)低通滤波器与空域中的平滑模板具有等效作用。

(2)振铃效应:图像灰度剧烈变化的邻域产生灰度震荡的图像失真现象。(截止频率减小,振铃特性增强)img

(3)理想低通滤波器(物理不可实现):完全截断频谱中高频部分的滤波器。

QQ图片20231118145626

​ ① 随半径增大,保留低频成分越多,滤除高频成分越少,使得模糊程度减弱,图像保留的边缘和细节越多。

(4)巴特沃斯低通滤波器(物理可实现):

QQ图片20231118145634

​ ① 一阶巴特沃斯低通滤波器没有振铃现象。

​ ② 随着阶数增加,接近理想低通滤波器,振铃现象越明显。

​ ③ 二阶巴特沃斯低通滤波器在图像平滑与可接受的振铃效应之间做出了比较好的折中。(用于去除均值为0、方差为0.01的高斯噪声)

​ ④ 截止频率越高,滤除的高频部分减少,模糊程度减弱,降噪能力也减弱。

(5)指数低通滤波器(物理可实现):

QQ图片20231119100246

​ ① 滤波器的阶数越高,从通带到阻带振幅衰减速度越快。

​ ② 一阶指数低通滤波器没有振铃效应。

​ ③ 二阶指数低通滤波器具有高斯函数形式,也称为高斯低通滤波器。二阶指数低通滤波器也没有振铃效应。

​ ④ 随着阶数增加,接近理想滤波器,振铃现象越明显。

​ ⑤ 相比于二阶巴特沃斯低通滤波器,二阶指数低通滤波器滤除的高频成分更多,图像更加模糊。

5.3 高通滤波器(理解)

(1)高通滤波器:允许图像高频成分通过,限制低频成分通过。(图像锐化)

(2)理想高通滤波器:完全截断频谱中的低频部分。理想高通滤波器无法用电子器件实现,且会产生明显的振铃效应。(截止频率越大振铃现象越明显)

QQ图片20231119102414

(3)巴特沃斯高通滤波器:

QQ图片20231119102835

​ ① 阻带与通带之间不是锐截止,之间的过渡比较平滑。

​ ② 随截止频率增大,被滤除的低频成分越多,边缘更加清晰化。

(4)指数高通滤波器:

QQ图片20231119104027

​ ① 随着截止频率增加,被滤除低频成分越多,边缘更加清晰。

​ ② 相同截止频率的指数高通滤波器比巴特沃斯高通滤波器允许更多的低频成分通过,保留了更多的背景基调。

(5)高通滤波器的局限性:

​ ① 高通滤波器只记录图像变化,不能保持图像能量。

​ ② 低频分量被滤除后,虽然图像各区域边界得到了增强,但原本平滑部分灰度动态范围被压缩,整幅图像比较昏暗。

​ ③ 对②的解决方法:高频强调 / 高频增强(加一个常数到变换函数H(u, v )+ A, A取 0-->1)、后滤波处理(变换完后再进行一次直方图均衡化)

5.4 拉普拉斯频域滤波器(不考)

5.5 带通、带阻、陷波滤波器(理解)

(1)带通滤波器: 允许一定频带信号通过,用于抑制低于 / 高于该频带的信号、噪声干扰。

​ ① 理想带通滤波器:具有完全平坦的通带,通带内无增益 / 衰减,完全阻止通带外的所以频率成分。(并不存在)

​ ② 三种带通滤波器比较:

QQ图片20231119105546

(2)带阻滤波器:限制某一带宽频率成分通过,允许带宽范围外频率成分通过。(与带通滤波器执行相反动作)

QQ图片20231119110235

(3)陷波滤波器:一种限制窄带频率范围通过的特殊带阻滤波器,通常用于单一频率的陷波。

QQ图片20231119110641

5.6 空域滤波与频域滤波关系(理解)

(1)频域滤波器的传递函数和空域冲激响应函数互为傅里叶变换对

(2)在频域图像增强中,通常利用频率成分和图像内容之间的对应关系,主观判断指定频域滤波器。一些直接在空域中表述困难的增强任务,在频域中变得非常直观。

(3)通过分析频域特性“主要是幅度特性”来分析空域模板作用;借助频域滤波器的设计指导空域模板。

(4)图像平滑处理作用:QQ图片20231119111733

(5)图像锐化处理作用:QQ图片20231119111729

5.7 同态滤波(不考)

标签:滤波器,数字图像处理,图像,振铃,频域,第五章,成分,低通滤波器
From: https://www.cnblogs.com/robber-is-best/p/17866971.html

相关文章

  • 数字图像处理第三章
    数字图像处理3.空域图像增强3.1背景知识(了解)(1)图像增强技术:通过对图像的处理,使图像处理更适合一个特定的应用。(处理通常与改善视觉效果一致)(2)空域图像增强分为点处理和邻域处理。​ ①点处理:增强操作即为灰度级映射......
  • 数字图像处理八九章学习总结
    数字图像处理8.数字形态学图像处理8.1背景&基础(1)基本思想:选择具有一定尺寸和形状的结构元素度量,并提取其相关形状结构图像分量,以达到对图像分析和识别的目的。(2)并集A∪B、交集A∩B、补集Ac、差集A-B、映射、平移(A)z(3)结构元素:一个由0值和1值组成的矩阵。每个......
  • C++20高级编程 第五章 面向对象程序设计
    第五章面向对象设计面向过程思想众所周知的,C语言是一门面向过程编程的语言,而C++是一门半面向对象编程(ObjectOrientedProgramming,OOP)的语言.面向过程编程的语言通常将代码分割成小块,每个小块理论上完成单一的任务.如果在C程序中没有过程,所有代码都会集中于main()......
  • 学习Vue3 第五章(Vue核心虚拟Dom和 diff 算法)
      介绍虚拟DOM虚拟DOM就是通过JS来生成一个AST节点树   为什么要有虚拟DOM?一个dom上面的属性是非常多的,所以直接操作DOM非常浪费性能介绍Diff算法diff算法的目的就是找出新旧不同虚拟DOM之间的差异,使最小化的更新视图,所以diff算法本质上就是......
  • 微机原理与接口技术-第五章总线
    总线技术分类芯片总线:芯片级互联,大规模集成电路芯片内部,或系统中各种不同的器件连接在一起的总线,局部总线:微处理器的引脚信号,片内总线:大规模集成电路芯片内部连接内总线:模板级互联,主机内部各功能单元间连接的总线外总线:微机系统与其外设或微机系统之间连接的总线总线的数......
  • 第五章 进程管理
    在Linux操作系统中,进程管理是系统管理员和开发者必须掌握的核心技能之一。了解如何查看、控制和优化系统中运行的进程是确保系统高效运行和问题排查的关键。在这篇博文中,我们将深入讨论Linux进程管理的各个方面,包括使用ps命令查看进程信息、使用kill命令终止进程以及其他关键工具......
  • 第五章 进程管理
    进程有一下组成部分1已分配内存的地址空间2安全属性,包括所有权凭据和特权3程序代码的一个或多个执行线程4进程状态进程有就绪态,运行态和阻塞态三个状态,每一个进程都有唯一的PID命令:PSAUX:查看当前目录的进程ps-ef命令可以查看UIDPIDPPID等信息使用pidof和pgrep......
  • Linux第五章学习笔记
    进程是什么?进程是一个正在运行的程序的实例。每个进程都有一个唯一的PID(进程ID),由内核分配。进程可以是前台进程或后台进程。前台进程是一个正在与用户交互的进程,而后台进程是没有与用户交互的进程。进程状态在Linux中,进程可以处于以下状态之一:运行态(running):进程正在执行......
  • 第五章 进程管理
    首先就是了解进程的基本概念:进程的含义为正在运行的程序,包括这个运行的程序所占用的系统资源。进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。每个进程都有唯一的进程标识PID,一个PID只能标识一个进程。进程状态是指程序运行过程中的变化。一般分为三类:就绪态、运行态、阻塞态......
  • Linux第五章进程管理11.10
    1、查看进程(1)psaux可以查看静态进程(2)psaux--sort-%cpu可以按照cpu占用的百分比的降序排列(3)ps-ef可以查看UID,PID,PPID等信息(4)psaxo可以自定义显示的字段2、动态查看进程(1)使用top命令;按回车键立马更新;按M键以内存占用率排序;按P键以cpu占用率排序;按N键用PID数值......