噪聲圖像的復(fù)原

1、實(shí)驗(yàn)四 噪聲圖像的復(fù)原一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#160; 1、熟悉并掌握MATLAB圖像處理工具箱的使用；2、理解并掌握常用的圖像的恢復(fù)和增強(qiáng)技術(shù)。二、相關(guān)知識(shí)1維納濾波用法：J = deconvwnr(I,PSF,NSR) 用維納濾波算法對(duì)圖片I進(jìn)行圖像恢復(fù)后返回圖像J。 I是一個(gè)N維數(shù)組。PSF是點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的卷積。NSP是加性噪聲的噪聲對(duì)信號(hào)的功率比。如：I = im2double(imread('cameraman.tif'); imshow(I); title('Original Image '); %模擬運(yùn)動(dòng)模糊 Matlab中文論壇 LEN = 21; THE

2、TA = 11; PSF = fspecial('motion', LEN, THETA); blurred = imfilter(I, PSF, 'conv', 'circular'); figure, imshow(blurred) %恢復(fù)圖像 wnr2 = deconvwnr(blurred_noisy, PSF); figure, imshow(wnr2) title('Restoration of Blurred') 2頻域?yàn)V波頻域?yàn)V波分為低通濾波和高通濾波兩類，對(duì)應(yīng)的濾波器分別為低通濾波器和高通濾波器。頻域低通過濾的基

3、本思想：G(u,v)=F(u,v)H(u,v)F(u,v)是需要鈍化圖像的傅立葉變換形式，H(u,v)是選取的一個(gè)低通過濾器變換函數(shù)，G(u,v)是通過H(u,v)減少F(u,v)的高頻部分來得到的結(jié)果，運(yùn)用傅立葉逆變換得到鈍化后的圖像。理想地通濾波器(ILPF)具有傳遞函數(shù)：其中，為指定的非負(fù)數(shù)，為(u,v)到濾波器的中心的距離。的點(diǎn)的軌跡為一個(gè)圓。n階巴特沃茲低通濾波器(BLPF)(在距離原點(diǎn)處出現(xiàn)截至頻率)的傳遞函數(shù)為與理想地通濾波器不同的是，巴特沃茲率通濾波器的傳遞函數(shù)并不是在處突然不連續(xù)。高斯低通濾波器(GLPF)的傳遞函數(shù)為其中，為標(biāo)準(zhǔn)差。相應(yīng)的高通濾波器也包括：理想高通濾波器、n

4、階巴特沃茲高通濾波器、高斯高通濾波器。給定一個(gè)低通濾波器的傳遞函數(shù)，通過使用如下的簡(jiǎn)單關(guān)系，可以獲得相應(yīng)高通濾波器的傳遞函數(shù)：三、實(shí)驗(yàn)步驟1、產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊圖像，運(yùn)用維納濾波進(jìn)行圖像恢復(fù)，顯示結(jié)果。i=imread('f:1.jpg')I=rgb2gray(s)I = im2double(I); %模擬運(yùn)動(dòng)模糊LEN = 21;THETA = 11;PSF = fspecial('motion', LEN, THETA); blurred = imfilter(I, PSF, 'conv', 'circular');%恢復(fù)圖像wnr

5、2 = deconvwnr(blurred, PSF); subplot(1,2,1);imshow(blurred);title('運(yùn)動(dòng)模糊圖像') subplot(1,2,2);imshow(wnr2);title('恢復(fù)圖像')2、利用MATLAB實(shí)現(xiàn)頻域?yàn)V波的程序f=imread('room.tif');F=fft2(f); %對(duì)圖像進(jìn)行傅立葉變換%對(duì)變換后圖像進(jìn)行對(duì)數(shù)變化，并對(duì)其坐標(biāo)平移，使其中心化S=fftshift(log(1+abs(F);S=gscale(S); %將頻譜圖像標(biāo)度在0-256的范圍內(nèi)imshow(S) %顯示頻譜

6、圖像h=fspecial('sobel'); %產(chǎn)生空間sobel模版freqz2(h) %查看相應(yīng)頻域?yàn)V波器的圖像PQ=paddedsize(size(f); %產(chǎn)生濾波時(shí)所需大小的矩陣H=freqz2(h,PQ(1),PQ(2); %產(chǎn)生頻域中的sobel濾波器H1=ifftshift(H); %重排數(shù)據(jù)序列，使得原點(diǎn)位于頻率矩陣的左上角imshow(abs(H),) %以圖形形式顯示濾波器figure,imshow(abs(H1),)gs=imfilter(double(f),h); %用模版h進(jìn)行空域?yàn)V波gf=dftfilt(f,H1); %用濾波器對(duì)圖像進(jìn)行頻域?yàn)V波f

7、igure,imshow(gs,) figure,imshow(gf,)figure,imshow(abs(gs),)figure,imshow(abs(gf),)f=imread('number.tif'); %讀取圖片PQ=paddedsize(size(f); %產(chǎn)生濾波時(shí)所需大小的矩陣D0=0.05*PQ(1); %設(shè)定高斯高通濾波器的閾值H=hpfilter('gaussian',PQ(1),PQ(2),D0); %產(chǎn)生高斯高通濾波器g=dftfilt(f,H); %對(duì)圖像進(jìn)行濾波figure,imshow(f) %顯示原圖像figure,imshow

8、(g,) %顯示濾波后圖像四、實(shí)驗(yàn)儀器1計(jì)算機(jī)；2MATLAB程序；3移動(dòng)式存儲(chǔ)器（U盤等）；4記錄用的筆、紙。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容1敘述實(shí)驗(yàn)過程；2提交實(shí)驗(yàn)的原始圖像和結(jié)果圖像。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 描述實(shí)驗(yàn)的基本步驟，用數(shù)據(jù)和圖片給出各個(gè)步驟中取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行必要的討論，必須包括原始圖像及其計(jì)算/處理后的圖像。七、思考題1結(jié)合實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)維納濾波和頻域?yàn)V波有哪些優(yōu)點(diǎn)？2在圖像恢復(fù)過程中需要注意哪些事項(xiàng)？1、產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊圖像，運(yùn)用維納濾波進(jìn)行圖像恢復(fù)，顯示結(jié)果。i=imread('football.jpg');I=rgb2gray(i);I = im2double(I); LEN

9、 = 21;THETA = 11;PSF = fspecial('motion', LEN, THETA); blurred = imfilter(I, PSF, 'conv', 'circular');wnr2 = deconvwnr(blurred, PSF); subplot(1,2,1);imshow(blurred);title('運(yùn)動(dòng)模糊圖像') subplot(1,2,2);imshow(wnr2);title('恢復(fù)圖像')2、利用MATLAB實(shí)現(xiàn)頻域?yàn)V波clc;clear all, close a

10、ll;f=imread('cameraman.tif');F=fft2(f); S=fftshift(log(1+abs(F);S=gscale(S); subplot(3,3,1),imshow(S),title('原圖頻譜圖'); h=fspecial('sobel'); freqz2(h) PQ=paddedsize(size(f); H=freqz2(h,PQ(1),PQ(2); H1=ifftshift(H); subplot(3,3,2),imshow(abs(H),),title('頻域中的sobel濾波器');su

11、bplot(3,3,3),imshow(abs(H1),),title('重排數(shù)據(jù)序列后的sobel濾波器');gs=imfilter(double(f),h); gf=dftfilt(f,H1); subplot(3,3,4),imshow(gs,),title('用模版h對(duì)圖像進(jìn)行空域?yàn)V波'); subplot(3,3,5),imshow(gf,),title('用濾波器對(duì)圖像進(jìn)行頻域?yàn)V波');subplot(3,3,6),imshow(abs(gs),),title('圖像用模版h空域?yàn)V波后的模值');subplot(3,3,7),imshow(abs(gf),),title('圖像濾波器頻域?yàn)V波后的模值');f=imread('cameraman.tif'); PQ=paddedsize(size(f); D0=0.05*PQ(1); H=hpfilter('gaussian',PQ(1),PQ(2),D0); g=dftfilt(f,H); subplot(3,3,8),