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1、沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告图像频域增强方法研究一、设计目的1.掌握图像频域增强的概念及其计算方法。2.熟练掌握傅立叶变换和卷积的计算过程。3.熟练掌握频域滤波中常用的Butterworth低通滤波器。4.利用MATLAB程序进行图像增强。二、设计要求1.熟练掌握MATLAB的运行环境，并能熟练应用。2.掌握并理解MATLAB的各种编程方式及函数定义。3.加深对数字图像处理的研究。三、设计方案1.图像频域增强原理图像增强是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，消弱或去除某些不需要的信息的处理方法。其主要目的是处理后的图像对某些特定的应用
2、比原来的图像更加有效。图像增强的方法分为空域法和频域法两类，空域法主要是对图像中的各个像素点进行操作；而频域法是在图像的某个变换域内，对图像进行操作，修改变换后的系数，例如傅立叶变换、DCT变换等的系数，然后再进行反变换得到处理后的图像。卷积理论是频域技术的基础。设函数f(x,y)与线性位不变算子h(x,y)的卷积结果是g(x,y),即g(x,y)=h(x,y)*f(x,y),那么根据卷积定理在频域有：G(u,v)=H(u,v)F(u,v)（1）其中G(u,v),H(u,v),F(u,v)分别是g(x,y),h(x,y),f(x,y)的傅立叶变换。用线
3、性系统理论的话来说，H(u,v)是转移函数。在具体的增强应用中，f(x,y)是给定的（所以F(u,v)可利用变换得到），需要确定的是H(u,v)，这样具有所需特性的g(x,y)就可由式（1）算出G(u,v)而得到：g(x,y)=F-1[H(u,v)F(u,v)]（2）2.MATLAB简介它的名称源自MatrixLaboratory，它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB-10-沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析
4、、仿真和设计工作，而且利用MATLAB产品的开放式结构，可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充，从而在不断深化对问题认识的同时，不断完善MATLAB产品以提高产品自身的竞争能力。目前MATLAB产品族可以用来进行：数值分析数值和符号计算工程与科学绘图控制系统的设计与方针数字图像处理数字信号处理通讯系统设计与仿真财务与金融工程MATLAB是MATLAB产品家族的基础，它提供了基本的数学算法，例如矩阵运算、数值分析算法，MATLAB集成了2D和3D图形功能，以完成相应数值可视化的工作，并且提供了一种交互式的高级编程语言——M语言，利用M语言可以通过编写
5、脚本或者函数文件实现用户自己的算法。MATLABCompiler是一种编译工具，它能够将那些利用MATLAB提供的编程语言——M语言编写的函数文件编译生成为函数库、可执行文件COM组件等等。这样就可以扩展MATLAB功能，使MATLAB能够同其他高级编程语言例MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN
6、等语言完相同的事情简捷得多.在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,c++,JAVA的支持.可以直接调用.MATLAB的基础是矩阵计算,但是由于他的开放性,并且mathwork也吸收了想maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件当前流行的MATLAB6.5/7.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类
7、.开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包MATLAB是一门计算机编程语言，取名来源于MatrixLaboratory-10-沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告，本意是专门以矩阵的方式来处理计算机数据，它把数值计算和可视化环境集成到一起，非常直观，而且提供了大量的函数，使其越来越受到人们的喜爱，工具箱越来越多，应用范围也越来越广泛。3.实现步骤根据以上讨论，在频率域中进行增强是相当直观的，其主要步骤有：（1）计算需增强图的傅立叶
8、变换；（2）将其与1个（根据需要设计的）转移函数相乘；（3）再将结果傅立叶反变换以得到增强的图
