频域滤波:
(前提)二维傅里叶变化卷积性质:
f(x,y)是空间域信号,F(u,v)是频域信号
h(x,y)是系统冲击函数,H(u,v)是冲击函数频域形式。有:
f(x,y)*h(x,y)=F(u,v)×H(u,v) f(x,y)×h(x,y)=F(u,v)*H(u,v)
空间域卷积对应频域乘积, 空间域乘积对应频域卷积
一.频率滤波原理:
通过滤波系统修正输入图像频率成分,达到图像增强的目的。
利用傅里叶变换的卷积性质,使空间域卷积运算转化为频域乘积运算,有利于对图像进行操作。
频域滤波的基本步骤:
二.频域滤波分为低通滤波器,高通滤波器等。
低通滤波器:(允许低频成分通过,去除高频成分),包括理想低通滤波器,Butterworth低通滤波器,高斯低通滤波器。
我们定义D(u,v)为点(u,v)到原点的距离:D(u,v)=(u²+v²)1/2
1.理想低通滤波器:H(u,v)满足为
半径为D0圆内的频率成分可以无失真通过;在此半径之外的频率成分被截止(衰减为0)
滤波效果:
2.Butterworth低通滤波器,H(u,v)满足:
(n为阶数)
滤波效果:
3.高斯低通滤波器,H(u,v)满足:
(D0为截至频率,D0=σ)
效果:
区别:高斯低通滤波器不能达到相同截止频率的Butterworth低通滤波器平滑效果,高斯低通滤波器没有振铃现象。
低通高斯滤波器的应用:图片文字中字符失真,断符修复。
高通滤波器:(高频成分允许通过,抑制低频成分),包括理想高通滤波器,Butterworth高通滤波器,高斯高通滤波器
1.理想高通滤波器:H(u,v)满足:
半径为D0圆外的频率成分可以无失真通过;在此半径之内的频率成分被截止(衰减为0)
效果:
2.Butterworth高通滤波器,H(u,v)满足:
效果:
3.高斯高通滤波器,H(u,v):
(D0为截至频率,D0=σ)
效果
高通滤波器应用: