频域图像增强算法研究(毕业论文)

深圳大学本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《数字图像处理算法设计之图像增强》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果。毕业论文（设计）作者签名：日期：年月日目录摘要(关键词)................................................................................................................11.引言............................................................................................................................11.1选题背景.........................................................................................................11.2图像增强的发展现状.....................................................................................21.3论文研究内容.................................................................................................22.图像增强基本理论..................................................................................................32.1图像和数字图像.............................................................................................32.2数字图像增强概述.........................................................................................42.3图像增强方法和分类.....................................................................................52.3.1空间域图像增强..................................................................................52.3.2频率域图像增强..................................................................................73.频域图像增强的原理和方法..................................................................................83.1傅里叶变换和频率域介绍.............................................................................83.1.1二维图像傅里叶变换..........................................................................83.1.2频率域滤波..........................................................................................93.2频率域中的平滑滤波...................................................................................103.3频率域中的锐化滤波....................................................................................113.4同态滤波........................................................................................................124.频域图像增强算法的实现....................................................................................134.1基于MATLAB的图像处理.............................................................................134.1.1MATLAB简介.......................................................................................134.1.2MATLAB在图像处理中的应用...........................................................154.2低通滤波........................................................................................................154.3高通滤波........................................................................................................195.总结与展望..............................................................................................................225.1本文工作总结...............................................................................................225.2课题研究展望...............................................................................................22参考文献......................................................................................................................23致谢..............................................................................................................................24Abstract(Keywords)....................................................................................................25深圳大学本科毕业论文—数字图像处理算法设计之图像增强第1页/共25页数字图像处理算法设计之图像增强信息工程学院通信工程系（通信工程）XXX学号：【摘要】图像作为一种有效的信息载体，是人类获取和交换信息的主要来源。人类感知的外界信息80％以上是通过视觉得到的。因此。图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。图像增强是对图像的低层次处理，处于图像处理的预处理阶段。它是图像处理的一个重要环节，在整个图像处理过程中起着承前启后的重要作用，对图像高层次处理的成败至关重要。其目的就是为了改善图像的质量和视觉效果，或将图像转换成更适合于人眼观察或机器分析识别的形式，以便从图像中获取更加有用的信息。通过对频域法图像增强理论的理解，本文分析了频域法的低通滤波、高通滤波。在此基础上，利用MATLAB对理想的滤波器、巴特沃斯滤波器和高斯滤波器进行编程与仿真，并对其结果进行分析与比较，表明低通滤波和高通滤波都能较好的改善图像质量。【关键词】图像增强；频域；滤波1.引言1.1选题背景数字图像处理技术是20世纪60年代随着计算机技术和VLS（VeryLargeScaleIntegrator）的发展而产生、发展和不断成熟起来的一个新兴技术领域，它在理论上和实际应用中都取得了巨大的成就。数字图像处理（DigitalImageProcessing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。目前图像增强处理的应用已经渗透到医学诊断、航空航天、军事侦察、指纹识别、无损探伤、卫星图片的处理等领域。如对X射线图片、CT影像、内窥镜图像进行增强，使医生更容易从中确定病变区域，从图像细节区域中发现问题；对不同时间拍摄的同一地区的遥感图片进行增强处理，侦查是否有敌人军事调动或军事装备及建筑出现；在煤矿工业电视系统中采用增强处理来提高工业电视图像的清晰度，克服因光线不足、灰尘等原因带来的图像模糊、偏差等现象，减少电视系统维护的量[10]。图像增强技术的快速发展同它的广泛应用是分不开的，发展的动力来自稳定涌现的新的应用，我们可以预料，在未来社会中图像增强技术将会发挥更为重要的作用。图像处理工具箱提供一套全方位的参照标准算法和图形工具，用于进行图像处理、分析、可视化和算法开发。可用其对有噪声图像或退化图像进行去噪或还原、增强图像以获得更高清晰度、提取特征、分析形状和纹理以及对两个图像进行匹配。工具箱中大部分函数均以开放式MATLAB语言编写。这意味着可以检查算法、修改源代码和创建自定义函数。图像处深圳大学本科毕业论文—数字图像处理算法设计之图像增强第2页/共25页理工具箱在生物测定学、遥感、监控、基因表达、显微镜技术、半导体测试、图像传感器设计、颜色科学及材料科学等领域为工程师和科学家提供支持。它也促进了图像处理技术的教学。1.2图像增强的发展现状数字图像处理的发展历史不长，但已经引起了各方面人士的注意。数字图像预处理是数字图像处理的基本内容，而图像增强是图像预处理部分的主要内容。数字图像处理技术起源比较早，但真正发展是在八十年代后，随着计算机技术的高速发展而迅猛发展起来。到目前为止，图像处理在图像通讯、办公自动化系统、地理信息系统、医疗设备、卫星照片传输及分析和工业自动化领域的应用越来越多。图像增强是指根据特定的需要突出图像中的重要信息，同时减弱或去除不需要的信息。从不同的途径获取的图像，通过进行适当的增强处理，可以将原本模糊不清甚至根本无法分辨的原始图像处理成清晰的富含大量有用信