图像中带通滤波器和带阻滤波器的关系

本文通过图像实例详细解析了带阻滤波器和带通滤波器的工作原理及区别,展示了如何使用MATLAB代码实现带阻滤波器,并通过频谱图直观展示滤波效果。

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先给出一张图像,来说明带阻滤波器和带通滤波器的关系。
      
由上图可以看出这张图片的中低成份占的比较多,而高频成份比较少。因为白色的像素都集中在中点和离中心的附近。对于频谱图,由白色代表某一频率点有响应,也就是原图含有该频率的成份。可以举个例子,假如我对一张图片加入椒盐噪声,这个椒盐噪声属于全频谱的。可以得到下图示
  
    很明显图像被污染了,频谱图出现了很多白色点,就代表这张图片在低频成份很多的情况下,又额外的增加了高频中频低频成份,如上第三图就出现了凹凸不平山峰一样。
    解释完频率后来看带通滤波器和带阻滤波器。

再分别给出它们傅里叶反变换图

图4为带阻滤波器的三维视图,图5只含中频信号的图像,图6只含高频和低频信号。读者可以自己举例子来进行高频和低频的分析,一样的原理。

只给出带阻滤波器的相关代码
I=imread('C:\Users\hlx\Desktop\1.jpg');   %读入原图像文件
I2=rgb2gray(I);
I1=double(I2);
fftI=fft2(I1);         % 二维离散傅立叶变换
sfftI=fftshift(fftI);    % 直流分量移到频谱中心
[N1,N2]=size(sfftI);
n=2;
d0=10;
d1=200;
n1=floor(N1/2);
n2=floor(N2/2);
for i=1:N1
   for j=1:N2
    d=sqrt((i-n1)^2+(j-n2)^2);
    if d<=d0 || d>=d1
             h=0;
    else
        h=1;
    end
    result(i,j)=h*sfftI(i,j);
   end
end
sfftI=result;
RR=real(sfftI);      % 取傅立叶变换的实部
II=imag(sfftI);      % 取傅立叶变换的虚部
A=sqrt(RR.^2+II.^2); % 计算频谱幅值
A=(A-min(min(A)))/(max(max(A))-min(min(A)))*255;    %归一化
imshow(A);





带通滤波器带阻滤波器图像处理中扮演着截然不同的角色。带通滤波器允许某个特定频率范围内的信号通过,同时阻止其他频率的信号,通常用于突出图像中的特定细节。而带阻滤波器的作用恰恰相反,它会滤除某一特定频率范围内的信号成分,保留其他频率,用于去除噪声或不需要的图像特征。 参考资源链接:[图像增强技术:带通与带阻滤波解析](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/29qnvvns08?spm=1055.2569.3001.10343) 要应用带通滤波器,首先需要确定图像中我们希望增强的频率成分。这可以通过频域分析来完成,例如使用傅里叶变换将图像从空间域转换到频域。在频域中,可以设计一个带通滤波器,它在所需频率范围内具有较高的传递率,而在其他频率范围内则具有较低的传递率。将此滤波器应用于图像的频谱后,使用傅里叶逆变换将其转换回空间域,从而实现对特定频率成分的增强。 对于带阻滤波器,其设计应用过程与带通类似,但目的是消除图像中的噪声或其他不需要的频率成分。设计时,带阻滤波器在一个特定频率范围内的传递率为低,而在其他频率范围内为高。这样,当带阻滤波器应用于图像频谱并经过傅里叶逆变换后,可以得到一个去除了特定频率干扰的图像。 在实际应用中,带通带阻滤波器的构建调整需要根据图像内容处理目标来定。例如,在医学图像处理中,带通滤波器可以用来强化组织结构的细节,而带阻滤波器则可以用来消除仪器造成的特定频率干扰。空间滤波器,如邻域平均法,属于空域滤波的一种,通常用于低通滤波,减少噪声而不那么关注特定频率成分的选择性增强或抑制。 综上所述,带通滤波器带阻滤波器图像处理中各有千秋,它们的选择应用取决于处理的具体需求目标。通过频域空域滤波器的合理结合,可以达到更好的图像增强效果。对于想要深入了解带通与带阻滤波技术及其在图像处理中的应用,建议参阅《图像增强技术:带通与带阻滤波解析》一书,它对这些概念方法提供了详细的技术讨论实例分析。 参考资源链接:[图像增强技术:带通与带阻滤波解析](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/29qnvvns08?spm=1055.2569.3001.10343)
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