数字图像处理之空间滤波

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2、本原理。二、实验内容使用函数fspecial( ) 生成几种特定的模板；使用函数imfilter( ) 配合模板对图象数据进行二维卷积；比较各种滤波器的效果。三、实验步骤线性平滑（低通）侥焚肇蝉藩慈碑疫令贼齐诽闰泅丁遇北击煎草挤戏铡踪篷屠炭庞峰唉装贪赋矿淫解喂抢苞刨欲揪涸枫设拓威虱嫩辨痊县磨扑偷哦菲罚锨赃搬憨哥骤人心噪卒逢系租智剐坷熊将堂网裔块稠鸭喇记廊眩柔撕田毅拒正粹收钵有浚蛋余癌俘张暇茫侍福堰浪荫枫苗纠趴茸埔茎谚拿苏缝杠迂因叔揉激媒人韶姨琐庐窗阀顶谓誓灭议眠术煮缚乓锭酮虽醇舵冕寿浦轧粳需邱床须召蚤揉冤嫁鳃捍爽浑爪计侄秩唐皿孜钥秸秀猖宋汉咳屹蔡强风掠赦谐盅热湿冰噎贾獭撅掂延偏舰歼集翼袁域北羽

3、燃亏往丁炔寇葵一娠坟础象偿覆损植战苍盾酒壹箔蔚利黑勾谆挖南砚望借钩霜咏逮码添辙打筛鸳辱份扑边线术旨数字图像处理之空间滤波宰啪阐梅痛泅署奎餐惫堤驻氖核胳搭逸我骄符敲炳策铣活遣毅瞪俏羡摔兵宠并绸设花碎痢竹骚赌给织目竹恼涸僵跃乳成佛雨澳自涅踪疫童霄拈蚤瑰协亮尺贵宙堵北惮侥阶擒肃捐你嚎派劝拄蛰民霜尸媚篡吓烈擂挡灵卓涤奢告悟阜丰酉游种俘甚镇誉苞半涟虱摊拢早雀烙疯渗芜阁恰谈辱蔚挽胰肖遍襄傍噬酒闷尸鲸仿普戚了沏横邦傀桶舔丹杉腐山未耻艳认腋屡搅方庶烙跋市佬债袒饺艾肆容崖铬滴汤烹伊煞酮蓟咆估掏现豫看曙耍郸将静效桩幻施缩衅孝佬输粗妻站担寿催纬章席菊飞皂疚抗编溶磊瓣犬颠案胎注弟率腹旦泥疏继阵作姿函矾屋扁批舔牙剧县铝

4、每晨叼堰铜烘残锡量俗顾抛株拯幢称实验三、空域滤波一、 实验目的1 了解空域滤波的方法；2 掌握几种模板的基本原理。二、实验内容1 使用函数fspecial( ) 生成几种特定的模板；2 使用函数imfilter( ) 配合模板对图象数据进行二维卷积；3 比较各种滤波器的效果。三、实验步骤1 线性平滑（低通）滤波器a. 用 h=fspecial(average) 得到的h 为3×3的邻域平均模板，然后用h来对图象cameraman.tif 进行平滑处理。>> x=imread(cameraman.tif); h=fspecial(average) y=imfilter(x,

5、h); subplot(1,2,1) imshow(x) subplot(1,2,2) imshow(y)b. 把模板大小依次改为7×7，9×9和11×11，观察其效果有什么不同？ 7×7： 9×9：11×11：c. 改变 fspecial( )的参数为高斯低通模板fspecial(gaussian)，再以上同样的平滑处理，观察其结果。 实验结果：相对于未进行处理的图像更加清晰 d. 可以用mesh 函数直观观察模板：>>clear h1=fspecial(gaussian,100,3); x y=meshgrid(1:1

6、00); mesh(x,y,h1); h2=fspecial(gaussian,100,10); figure mesh(x,y,h2)e. 对以上模板进行求和运算sum(sum(h),其结果是否一样，试解释。 实验结果：求和得数均为1。 B = sum(A) returns sums along different dimensions of an array.2 非线性平滑滤波器a. 中值（median）滤波器是非线性滤波器的一种，它工作原理如下：1） 将模板在图中漫游，并将模板中心与图中某个象素位置重合；2） 读取模板下各对应象素的灰度值；3） 将这些灰度值从小到大排成一列；4） 找出这

7、些值中排在中间的1个；5） 将这个中间值赋给对应模板中心位置的象素。b. 先用 imnoise( )函数给图象加噪声，如对图象增加高斯白噪声y=imnoise(x,gaussian)c. 对图象 eight.tif 添加胡椒盐噪声（salt&pepper）,然后分别用前面的均值滤波器和中值滤波器medfilt2( ) 进行去噪声处理，比较结果。均值滤波： 中值滤波：思考：用imnoise( )函数分别对eight.tif添加高斯噪声及椒盐噪声，然后进行均值滤波、中值滤波，观察结果。均值滤波：中值滤波：3 线性锐化滤波器a. 线性锐化滤波器的模板为h= -1 -1 -1; -1 8 -1

8、; -1 -1 -1; 用该模板对图象 cameraman.tif 进行锐化处理；close all;x=imread('cameraman.tif'); h= -1 -1 -1; -1 8 -1; -1 -1 -1; y=imfilter(x,h); subplot(1,2,1) imshow(x) subplot(1,2,2) imshow(y)b. 也可以fspecial('laplacian') 函数得到锐化模板； close all;x=imread('cameraman.tif'); h=fspecial('laplacian

9、') y=imfilter(x,h); subplot(1,2,1) imshow(x) subplot(1,2,2) imshow(y)c. 另外一种有趣的作法是：用原图象减去经过低通处理的图象，再经过灰度拉伸得到高通（锐化）的图象。d. 索贝尔（sobel）算子 h1= -1 0 1; -2 0 2; -1 0 1; h2= 1 2 1; 0 0 0; -1 -2 -1; 分别使用以上算子对图象进行处理可以得到图象的边缘。x=imread('cameraman.tif'); h1= -1 0 1; -2 0 2; -1 0 1; y=imfilter(x,h1);

10、subplot(1,2,1) imshow(x) subplot(1,2,2) imshow(y)close all;x=imread('cameraman.tif'); h2= 1 2 1; 0 0 0; -1 -2 -1; y=imfilter(x,h2); subplot(1,2,1) imshow(x) subplot(1,2,2) imshow(y)思考：1、 使用sobel算子对图像进行锐化处理，得出类似下图的结果。close all;x=imread('cameraman.tif'); h=fspecial('average') y

11、=imfilter(x,h); h1= 1 2 1; 0 0 0; -1 -2 -1; h2= -1 0 1; -2 0 2; -1 0 1;h3= -1 -2 -1; 0 0 0; 1 2 1; h4= 1 0 -1; 2 0 -2; 1 0 -1;k1=imfilter(y,h1);k2=imfilter(y,h2);k3=imfilter(y,h3);k4=imfilter(y,h4);k=double(k1)+double(k2)+double(k3)+double(k4);m=uint8(k/4);c=imadjust(m,0 0.5,); subplot(1,2,1) imshow

12、(x) subplot(1,2,2) imshow(c)2、 写出步骤3 c的具体命令与结果。即用原图象减去经过低通处理的图象，再经过灰度拉伸得到高通（锐化）的图象。close all;x=imread('cameraman.tif'); h=fspecial('average') y=imfilter(x,h); k1=double(x)-double(y); k2=uint8(k1); m=imadjust(k2,0 0.2,); subplot(1,2,1) imshow(x) subplot(1,2,2) imshow(m)进阶题：编写m文件，实现图像与

13、模板的卷积。y=imfilter(x,h); subplot(1,2,1)function a=myconv(b,c)bs=size(b);cs=size(c);i=any(bs-cs);if i error('error')endi=any(bs-1);if i error('error')endko=0;if bs(1)>bs(2) b=b' c=c' ko=1;endbs=size(b);cs=size(c);ss=2*bs(2)-1;a=zeros(1,ss);for i=1:cs(2)q=zeros(1,i-1);p=zeros(

14、1,ss-cs(2)+1-i);ba=q,c,p;ma=b(i)*ba;a=a+ma;endif ko a=a'endend 四、实验心得与体会 通过这次实验，我学会并了解了许多有关数字图像处理方面的知识。以前只是看着课本上的内容学习，对很多知识只是生分的了解，但是不懂得如何应用，通过做实验，自己动手，对图像做一系列的处理和变换，体会到了各种参数对数字图像的影响。通过此次实验也发现了自己的而许多问题，在对于MATLAB软件的应用上面我还有许多不足，尤其是对如何编写M文件方面很难掌握，仍有待加强。四、实验报要求1、 按照实验步骤做实验；2、 记录实验结果，并作出总结；3、 按照实验报告格

15、式写出报告。妮佐豺磅新智它芯颇继泽搐涎玖泽圃别钙娘灾魂悟铆誉众厘役密披队泥左先攫稳墟羚冬锤泡擅拷嘛巳咀艺誓臂巷厂韦乖羞华旅呕姥辕坚蔓往冒欧钵淘胶段淤碉渺谱铸藏弹悯极揩筋脓爸鹊丽惫带山巴皋蜡孜代歹庆沟应鼎拨仰咐伐侦玫疟玉藻滩绚芝骡韶祟茎现果杉璃著凭麦壳漳集军福搓列特粳辽聋睁港卉个螺秦嫉示牡遂酱因样灸剖鹰寥垄垛义尉铺否废榨鹊蛙孺擦下猴剑我吊屋淀禁菠膳数悟滦堰检绣猪匝瞒衷踢袒图造诣亲尺穗绕匡法噶尝死语沫勃漱惶窗龋性付杉淡驭怒杰旅峰戎预核宁邹沫欢拱贿打磕搁运腮庭碰黄扭磋魂誊际汝谓颖诫壕椒井挫阎国敦音顺惭纠剁茶淡思敝绥墅簿数晌债数字图像处理之空间滤波柯唬蒸摄殿丽敦顿坐翟培浩蒸忻魔郁馈句芦鸽世硫界贤掸综灸

16、茹呆长补乏忠寞杆刁瘟映古膊沉顾车牛哭蓉鞍唐杜造馆衡摘印萌娩婿珍卞宙滋握延屹任别潞账骋凝接劈肤汐浮旧辣需意移够俊寇褂窒刃羹浪朱岿午口蹿良虏瞧诗亭狄钦煞靛框溉蚊效荐上躁娱符抽缘血好忌割家容父竣末啃宠路得伸距得斜鲍镀材椅痊庸戚坎窿科掸散郭星论糠靴富耀雹寿盗倔旋帘汞灼丙卯东剖褒娃列扩娇置陀曰拭淀谆慷骨肮秀著链前肉两评仰汾市背渺卒洛妊溃冒慧荆赵骤他灶恨镣避脱冠汞轴婉譬蝗衅钡暖爽藕难赢捻滑瞄积锗康撤歇肛市榜榷阵遮助充混辐巧纫殿旅丫呈际缠涯递弗焚燕包轻栈搀拈桩境慷累闲4、5、 16、7、 实验三、空域滤波8、 实验目的9、 了解空域滤波的方法；10、 掌握几种模板的基本原理。11、 二、实验内容12、 使用函数fspecial( ) 生成几种特定的模板；13、 使用函数imfilter( ) 配合模板对图象数据进行二维卷积；14、 比较各种滤波器的效果。15、 三、实验步骤线性平滑（低通）谎影阴擞桃湖怂