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数字图像处理实验二 图像变换与二维数字滤波.doc
实验二、图像变换与二维数字滤波
实验目的
了解图像正变换和逆变换的原理。
理解图像变换系数的特点。
掌握常用图像变换的实现过程。
了解图像变换在图像数据压缩等方面的应用。
掌握二维数字滤波器的作用以及在图像滤波中的实际应用。
实验主要仪器设备
计算机
安装了图像处理工具箱的MATLAB 软件。
实验原理
二维离散傅里叶变换、余弦变换、小波变换的正逆变换公式。
图像的频谱分析原理。
讨论正交变换的应用。
二维FIR滤波器在图像滤波中的应用。
实验内容
在MATLAB环境中,进行图像的离散傅里叶变换和离散余弦变换,观察图像的频谱并减少DCT系数,观察重建信号和误差信号,理解正交变换在压缩编码中的应用。
在 zMATLAB环境中,进行图像的近似图像和各方向的细节图像,观察重建图像,理解小波变换在图像特征检测(如边缘检测、方向检测等)中的应用。
在MATLAB环境中,实验图像的二维FIR滤波。
实验步骤
选择典型图像作为研究对象(football.jpg)。
显示原始图像。
进行图像变换(DFT、DCT、DWT)。
对图像进行处理(如选择不同个数的变换系数可以进行压缩)。
对图像进行逆变换复原图像,观察重建图像和误差图像进行分析。
实验程序
(1)
I=imread(italy.jpg);subplot(3,3,1);imshow(I);
J=rgb2gray(I);subplot(3,3,2);imshow(J);
F1=fft2(J);
subplot(3,3,3);
imshow(log(abs(F1)+1),[0 10]);
F2=fftshift(F1);
subplot(3,3,4);
imshow(log(abs(F2)+1),[0 10]);
K=dct2(J);
subplot(3,3,5),imshow(log(abs(K))+1,[0 10]);
(2)
I=imread(italy.jpg);subplot(3,3,1);imshow(I);title(原图);
X=rgb2gray(I);subplot(3,3,2);imshow(X);title(灰度);
[cA1,cH1,cV1,cD1]=dwt2(X,bior3.7);
[cA1,cH1,cV1,cD1]=dwt2(X,bior3.7);
A1=upcoef2(a,cA1,bior3.7,1);
H1=upcoef2(h,cH1,bior3.7,1);
V1=upcoef2(v,cH1,bior3.7,1);
D1=upcoef2(d,cD1,bior3.7,1);
V1=upcoef2(v,cV1,bior3.7,1);
subplot(3,3,3);
image(wcodemat(A1,192));
title(近似A1);
subplot(3,3,5);
subplot(3,3,4);
image(wcodemat(H1,192));
title(水平细节H1);
subplot(3,3,5);
image(wcodemat(V1,192));
title(垂直细节V1);
subplot(3,3,6);
image(wcodemat(D1,192));
title(对角细节D1);
Y=2.0*idwt2(A1,H1,V1,D1,bior3.7);
Y1=imresize(Y,0.461);
subplot(3,3,7);image(Y);title(逆变换);
(3)
I=imread(italy.jpg);subplot(3,3,1);imshow(I);title(原图);
X=rgb2gray(I);subplot(3,3,2);imshow(X);title(灰度);
[cA1,cH1,cV1,cD1]=dwt2(X,bior3.7);
[cA1,cH1,cV1,cD1]=dwt2(X,bior3.7);
A1=upcoef2(a,cA1,bior3.7,1);
H1=upcoef2(h,cH1,bior3.7,1);
V1=upcoef2(v,cH1,bior3.7,1);
D1=upcoef2(d,cD1,bior3.7,1);
V1=upcoef2(v,cV1,bior3.7,1);
subplot(3,3,3);
image(wcodemat(A1,192));
title(近似A1);
subplot(3,3,5);
subplot(3,3,4);
image(wcodemat(H1,192));
title(水平细节H1);
subplot(3,3,5);
image(wcodemat(V1,192));
title(垂直细节V1);
subplot(3,3,6);
image(wcodemat(D1,192));
tit
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