频域图像处理和图像恢复(MATLAB实验)

1实验项目名称：频域图像处理和图像恢复（所属课程：图像和视频处理）学院：专业班级：姓名：学号：实验日期：实验地点：指导教师：本实验项目成绩：教师签字：日期：__________________1．实验目的(1)掌握频域图像处理的基本方法。(2)掌握图像的傅里叶变换。(3)掌握空域和频域图像处理的联系与区别。(4)掌握图像恢复的相关理论和方法。2．实验内容(1)显示图像’eight.tif’和’cameraman.tif’傅立叶变换的傅立叶谱图像。I=imread('eight.tif');Id=im2double(I);I_dft=fft2(Id);figure,imshow(Id),title('OriginalImage');figure,imshow(log(1+abs(fftshift(I_dft))),[]),...title('FToforiginalimage');2I=imread('cameraman.tif');Id=im2double(I);I_dft=fft2(Id);figure,imshow(Id),title('OriginalImage');figure,imshow(log(1+abs(fftshift(I_dft))),[]),...title('FToforiginalimage');3(2)对图像’eight.tif’采用理想低通滤波器和理想高通滤波器进行处理，分析不同的滤波器得到的结果；低通R1=35：I=imread('eight.tif');Id=im2double(I);I_dft=fft2(Id);[M,N]=size(I);4dist=distmatrix(M,N);figure,mesh(fftshift(dist)),title('DistanceMatrix');H=zeros(M,N);radius=35;ind=dist=radius;H(ind)=1;Hd=double(H);DFT_filt=Hd.*I_dft;I2=real(ifft2(DFT_filt));figure,imshow(log(1+abs(fftshift(DFT_filt))),[]),...title('FilteredFT');figure,imshow(I2),title('FilteredImage');R2=80:5高通R1=30：I=im2double(imread('eight.tif'));I_dft=fft2(I);[M,N]=size(I);dist=distmatrix(M,N);H=ones(M,N);radius=30;ind=dist=radius;H(ind)=0;a=1;b=1;6Hd=double(a+(b.*H));DFT_filt=Hd.*I_dft;I2=real(ifft2(DFT_filt));figure,imshow(log(1+abs(fftshift(DFT_filt))),[]),...title('FilteredFT');figure,imshow(I2),title('FilteredImage');R2=80:7采用不同的截断半径D1=20、D1=80进行处理，分析截断半径对结果的影响。(3)对图像’cameraman.tif’采用巴特沃斯高通滤波器进行处理，分析不同的截断频率和阶数对结果的影响。（D1=20,D2=60;n1=2,n2=6）对图像的影响；D1=20，n1=2:I=im2double(imread('cameraman.tif'));I_dft=fft2(I);[M,N]=size(I);dist=distmatrix(M,N);8H=ones(M,N);cutoff=20;order=2;H_but=1./(1+(cutoff./dist).^(2*order));H_but_hfe=a+(b.*H_but);figure,mesh(fftshift(H_but_hfe)),zlim([02]),...title('Butterworthhigh-passfilter');DFT_filt_but=H_but_hfe.*I_dft;I4=real(ifft2(DFT_filt_but));figure,imshow(log(1+abs(fftshift(I_dft))),[]),...title('FToforiginalimage');figure,imshow(log(1+abs(fftshift(DFT_filt_but))),[]),...title('FilteredFT');figure,imshow(I4),title('FilteredImage');910D2=60,n2=6:1112(4)对图像’eight.tif’采用高斯低通滤波器、高斯高通滤波器进行处理，显示其对图像处理的结果。I=imread('eight.tif');Id=im2double(I);I_dft=fft2(Id);[M,N]=size(I);dist=distmatrix(M,N);sigma=30;H_gau=exp(-(dist.^2)/(2*(sigma^2)));figure,imshow(Id),title('OriginalImage');figure,imshow(log(1+abs(fftshift(I_dft))),[]),...title('DFToforiginalimage');figure,mesh(fftshift(dist)),title('DistanceMatrix');figure,imshow(fftshift(H_gau)),title('Gaussianlow-pass');DFT_filt_gau=H_gau.*I_dft;I3=real(ifft2(DFT_filt_gau));figure,imshow(log(1+abs(fftshift(DFT_filt_gau))),[]),...title('FilteredFT');figure,imshow(I3),title('FilteredImage');131415(5)对图像’cameraman.tif’添加高斯噪声，分别使用空域技术和频域技术实现噪声去除，恢复图像得到较好的效果。I=imread('cameraman.tif');Inf=imnoise(I,'gaussian',0,0.001);infd=im2double(Inf);I_fix=nlfilter(infd,[33],@harmonic);figuresubplot(2,3,1),imshow(I),title('original');subplot(2,3,2),imshow(Inf),title('noise');subplot(2,3,3),imshow(I_fix),title('harmonicfiltered');Id=im2double(I);i_dft=fft2(Id);[m,n]=size(I);dist=distmatrix(m,n);h=zeros(m,n);radius=35;ind=dist=radius;h(ind)=1;hd=double(h);dft_filt=hd.*i_dft;i2=real(ifft2(dft_filt));subplot(2,3,4),imshow(i2),title('lowfilteredimage');163．实验要求(1)预习实验相关知识，了解实验目的与内容。(2)根据实验目的和内容，制定相关的实验方案并进行实施。(3)实验结束后，对相关内容进行总结和反思。4．实验器材(1)PC机及配套软件、一人一套