空間濾波

空間濾波

一種採用濾波處理的影像增強方法。其理論基礎是空間卷積和空間相關。目的是改善影像質量,包括去除高頻噪聲與干擾,及影像邊緣增強、線性增強以及去模糊等。分為低通濾波(平滑化)、高通濾波(銳化)和帶通濾波。處理方法有計算機處理(數字濾波)和光學信息處理兩種。

相關實驗

空間濾波實驗

由無線電傳真所得到的照片是由許多有規律地排列的像元所組成,如果用放大鏡仔細觀察,就可看到這些像元的結構,能否去掉這些分立的像元而獲得原來的圖像呢?由於像元比像要小得多,它具有更高的空間頻率,因而這就成為一個高頻濾波的問題。下面的實驗可以顯示這樣一種空間濾波的可能性。

空間濾波空間濾波

前述實驗中狹縫起的是方向濾波器的作用,可以濾去圖像中某個方向的結構,而圓孔可作低通濾波器,濾去圖像中的高頻成分,只讓低頻成分通過。

詳細內容

低通濾波器實驗

(1) 按圖1-3布置好光路。用顯微物鏡和準直透鏡L1組成平行光系統。以擴展後的平行雷射束照明物體,以透鏡L2將此物成像於較遠處的屏上,物使用帶有格線的格線字(中央透光的“光”字和細格線的疊加),則在屏Q上出現清晰的放大像,能看清字及其格線結構(圖1-4)。由於格線為周期性的空間函式,它們的頻譜是有規律排列的分立的點陣,而字跡是一個非周期性的低頻信號,它的頻譜就是連續的。

(2) 將一個可變圓孔光闌放在L的第二焦平面上,逐步縮小光闌,直到除了光軸上一個光點以外,其它分立光點均被擋住,此時像上不再有格線,但字跡仍然保留下來試從空間濾波的概念上解釋上述現象。

(3) 把小圓孔移到中央以外的亮點上,在Q屏上仍能看到不帶格線的“光”字,只是較暗淡一些,這說明當物為“光”與格線的乘積時,其傅立葉譜是“光”的譜與格線的譜的卷積,因此每個亮點周圍都是“光”的譜,再作傅立葉變換就還原成“光”字,演示了傅立葉變換的乘積定理。

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