matlab 的巴特沃斯高通滤波的算法分析

时间: 2023-08-23 17:41:37 浏览: 25
Matlab中实现巴特沃斯高通滤波的算法与低通滤波类似,仍然可以通过调用butter函数实现。具体实现步骤如下: 1. 设定滤波器的阶数和截止频率:与低通滤波不同,高通滤波需要设定一个截止频率以上的频率范围,这个频率范围即为需要保留的高频信号的最小频率,同样使用归一化后的频率来设定。 2. 计算滤波器系数:与低通滤波类似,使用butter函数,将阶数和截止频率传入函数中,即可得到滤波器的系数,这些系数对应着b和a两个系数向量。 3. 对信号进行滤波:同样使用filter函数,将得到的b和a系数向量和需要滤波的信号作为输入,即可得到滤波后的信号。 下面是一个示例代码: ``` % 设定滤波器的阶数和截止频率 order = 4; cutoff_freq = 0.2; % 计算滤波器系数 [b, a] = butter(order, cutoff_freq, 'high'); % 生成示例信号 Fs = 1000; % 采样率 t = 0:1/Fs:1-1/Fs; % 时间向量 f = 5; % 信号频率 x = sin(2*pi*f*t); % 生成正弦信号 % 对信号进行滤波 y = filter(b, a, x); % 绘制滤波前后的信号图像 subplot(2,1,1); plot(t, x); title('Original signal'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); subplot(2,1,2); plot(t, y); title('Filtered signal'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); ``` 在上述示例代码中,我们设定了阶数为4,截止频率为0.2,生成了一个正弦信号并进行了高通滤波处理,最终绘制了滤波前后的信号图像。需要注意的是,在计算滤波器系数时,需要在butter函数中添加一个参数'high',以指定这是一个高通滤波器。

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巴特沃斯高通滤波器是一种常用的图像处理滤波器之一,用于增强图像的高频细节并减少低频信息。其产生公式为: H(u,v) = 1 / (1 + (D(u,v)/D0)^(2n)) 其中,D(u,v)表示频率点(u,v)与频域中心的距离,D0为巴特沃斯高通滤波器的截止频率,n为滤波器的阶数。需要注意的是,巴特沃斯高通滤波器的表达式与巴特沃斯低通滤波器的表达式在分母中的D0和D(u,v)位置上进行了交换。 在MATLAB中,可以使用函数"butter"来实现巴特沃斯高通滤波器。使用该函数需要指定滤波器的阶数和截止频率D0。具体的代码示例如下: matlab % 定义滤波器的阶数和截止频率 n = 4; D0 = 20; % 生成巴特沃斯高通滤波器 [b, a = butter(n, D0, 'high'); % 读取图像 image = imread('image.jpg'); % 将图像转换为频域 fftImage = fftshift(fft2(image)); % 对频域图像进行滤波 filteredImage = fftImage .* b; % 将滤波后的频域图像转换回空域 result = real(ifft2(ifftshift(filteredImage))); % 显示滤波结果 imshow(result, []); 以上代码中,我们使用了MATLAB中的"butter"函数生成了一个巴特沃斯高通滤波器,并将其应用于输入图像。最后,我们将滤波后的结果显示出来。需要注意的是,为了在空域中显示图像,我们使用了"imshow"函数,并将空域图像的范围限定在合适的范围内。123 #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [图像处理之理想高通滤波器、巴特沃斯高通滤波器和高斯高通滤波器的matlab简单实现](https://blog.csdn.net/qq_44111805/article/details/126314710)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"] [ .reference_list ]
以下是使用MATLAB实现对图片进行理想高通滤波、巴特沃斯高通滤波以及高斯高通滤波,并在同一窗口中生成透视图、函数图像、滤波横截面图的代码。请注意,由于每张图片的大小和分辨率不同,可能需要对代码进行一些修改才能得到最佳效果。 matlab % 导入原图像 img = imread('image.jpg'); % 转换为灰度图像 gray_img = rgb2gray(img); % 理想高通滤波 D0 = 50; h = hpfilter('ideal', size(gray_img), D0); ideal_result = uint8(real(ifft2(ifftshift(h) .* fftshift(fft2(double(gray_img)))))); % 巴特沃斯高通滤波 n = 4; D0 = 50; h = hpfilter('btw', size(gray_img), n, D0); btw_result = uint8(real(ifft2(ifftshift(h) .* fftshift(fft2(double(gray_img)))))); % 高斯高通滤波 D0 = 50; h = hpfilter('gaussian', size(gray_img), D0); gaussian_result = uint8(real(ifft2(ifftshift(h) .* fftshift(fft2(double(gray_img)))))); % 生成透视图 figure; subplot(3,3,1);imshow(img);title('Original Image'); subplot(3,3,2);imshow(ideal_result);title('Ideal Highpass Filtered Image'); subplot(3,3,3);imshow(btw_result);title('Butterworth Highpass Filtered Image'); subplot(3,3,4);imshow(gaussian_result);title('Gaussian Highpass Filtered Image'); % 生成函数图像 subplot(3,3,5);imshow(h,[]);title('Ideal Highpass Filter Function'); subplot(3,3,6);imshow(h,[]);title('Butterworth Highpass Filter Function'); subplot(3,3,7);imshow(h,[]);title('Gaussian Highpass Filter Function'); % 生成滤波横截面图 ideal_row = round(size(h,1)/2); ideal_col = round(size(h,2)/2); subplot(3,3,8);plot(1:size(gray_img,2),gray_img(ideal_row,:),'b',1:size(ideal_result,2),ideal_result(ideal_row,:),'r');title('Ideal Highpass Filtered Image Horizontal Cross Section'); btw_row = round(size(h,1)/2); btw_col = round(size(h,2)/2); subplot(3,3,9);plot(1:size(gray_img,2),gray_img(btw_row,:),'b',1:size(btw_result,2),btw_result(btw_row,:),'r');title('Butterworth Highpass Filtered Image Horizontal Cross Section'); gaussian_row = round(size(h,1)/2); gaussian_col = round(size(h,2)/2); subplot(3,3,10);plot(1:size(gray_img,2),gray_img(gaussian_row,:),'b',1:size(gaussian_result,2),gaussian_result(gaussian_row,:),'r');title('Gaussian Highpass Filtered Image Horizontal Cross Section');
要实现在MATLAB中的高通滤波,可以使用不同的方法,包括理想高通滤波、高斯高通滤波和巴特沃斯高通滤波。 对于理想高通滤波,可以按照以下步骤进行操作: 1. 读取图像并显示原始图像。 2. 对图像进行傅里叶变换,并将直流分量搬移到频谱中心。 3. 取对数并展示傅里叶变换的频谱图像。 4. 创建一个和频谱图像相同大小的滤波器函数,并初始化为零。 5. 根据滤波器的截止频率d,将频谱中心以外的部分设为1,其他部分设为0。 6. 将滤波器应用于频谱图像,得到滤波后的频谱图像。 7. 进行逆傅里叶变换,得到高通滤波后的图像。 8. 显示高通滤波后的图像和滤波器函数。 对于高斯高通滤波,可以按照以下步骤进行操作: 1. 读取图像并显示原始图像。 2. 对图像进行傅里叶变换,并将直流分量搬移到频谱中心。 3. 取对数并展示傅里叶变换的频谱图像。 4. 创建一个和频谱图像相同大小的滤波器函数,并初始化为零。 5. 根据滤波器的截止频率d,计算每个频率处的滤波系数。 6. 将滤波系数应用于频谱图像,得到滤波后的频谱图像。 7. 进行逆傅里叶变换,得到高通滤波后的图像。 8. 显示高通滤波后的图像和滤波器函数。 对于巴特沃斯高通滤波,可以按照以下步骤进行操作: 1. 读取图像并显示原始图像。 2. 对图像进行傅里叶变换,并将直流分量搬移到频谱中心。 3. 取对数并展示傅里叶变换的频谱图像。 4. 创建一个和频谱图像相同大小的滤波器函数,并初始化为零。 5. 根据滤波器的截止频率d和阶数n,计算每个频率处的滤波系数。 6. 将滤波系数应用于频谱图像,得到滤波后的频谱图像。 7. 进行逆傅里叶变换,得到高通滤波后的图像。 8. 显示高通滤波后的图像和滤波器函数。 以上是三种在MATLAB中实现高通滤波的方法,具体使用哪一种方法取决于你的需求和图像的特性。123 #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [数字图像处理频域滤波实现低通与高通滤波(包含matlab代码)](https://blog.csdn.net/qq_45767476/article/details/115561686)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"] [ .reference_list ]
### 回答1: 巴特沃斯低通和高通滤波是数字信号处理中广泛使用的两种滤波方法。它们可以在一定程度上降低噪声干扰,保留信号的特征。 在matlab中,自带函数可以方便地实现这两种滤波。其中,butter函数可以产生指定阶数的巴特沃斯滤波器,使用时需要指定滤波类型(高通或低通)、截止频率和阶数等参数。在实现高通滤波时,需要用到matlab内置的highpass函数。 例如,使用以下代码实现一个4阶巴特沃斯低通滤波,截止频率为50Hz: fs = 1000; %采样频率为1kHz fc = 50; %截止频率为50Hz order = 4; %滤波器阶数为4 [b,a] = butter(order,fc/(fs/2),'low'); %产生4阶低通滤波器系数 filtered_signal = filter(b,a,input_signal); %将输入信号input_signal进行滤波 这样,就完成了低通滤波的过程。高通滤波同理,只需要将butter函数中的'low'改为'high',并使用highpass函数进行滤波即可。 需要注意的是,该方法虽然可以实现滤波,但并不能完全取代工程设计中的理论分析和实际调试。在实际应用中,应该结合实际情况选择合适的滤波器类型、截止频率和阶数,以达到更好的滤波效果。 ### 回答2: 巴特沃斯低通和高通滤波是数字信号处理中常用的滤波器类型,可以在信号处理中用于提取感兴趣的频率成分或者抑制不想要的噪声。在Matlab中,可以使用butter函数来实现这两个滤波器。 使用butter函数进行巴特沃斯低通滤波的方法如下:首先指定滤波器的阶数和截止频率,然后使用butter函数生成系数,最后使用filter函数将信号输入滤波器进行滤波。例如,以下代码实现对信号x进行一阶5Hz的巴特沃斯低通滤波: matlab fs = 100; % 采样率 fc = 5; % 截止频率 n = 1; % 阶数 [b, a] = butter(n, fc/(fs/2), 'low'); % 低通巴特沃斯滤波器系数 y = filter(b, a, x); % 滤波后的信号 同样,使用butter函数进行巴特沃斯高通滤波的方法如下:指定阶数和截止频率,使用butter函数生成系数,最后使用filter函数进行滤波。例如,以下代码实现对信号x进行二阶10Hz的巴特沃斯高通滤波: matlab fs = 100; % 采样率 fc = 10; % 截止频率 n = 2; % 阶数 [b, a] = butter(n, fc/(fs/2), 'high'); % 高通巴特沃斯滤波器系数 y = filter(b, a, x); % 滤波后的信号 ### 回答3: 巴特沃斯低通滤波和高通滤波是数字信号处理中常用的滤波算法。在MATLAB软件中,直接调用butter函数可以实现这两种滤波。butter函数的使用方法如下: [b,a]=butter(n,Wn,'ftype') 其中,n是滤波器的阶数,Wn是截止频率,ftype是滤波器类型,如果ftype为'low'则表示低通滤波,如果ftype为'high'则表示高通滤波。 比如,如果要使用巴特沃斯低通滤波器对一段原始信号进行滤波,可以先计算出阶数和截止频率,例如: fs=1000; %采样率 fc=50; %截止频率 [n,Wn]=buttord(2*fc/fs,7*fc/fs,3,40); %计算阶数和截止频率 [b,a]=butter(n,Wn,'low'); %计算巴特沃斯低通滤波器系数 将计算出来的b和a系数直接代入filtfilt函数中即可实现滤波,例如: input_signal=randn(1000,1); %生成随机信号 output_signal=filtfilt(b,a,input_signal); %进行滤波 同样的,如果要进行巴特沃斯高通滤波,则只需要将butter函数中的'low'改为'high'即可。
Matlab中可以使用 butter 函数来实现巴特沃斯高通和低通滤波。 下面是一个示例代码,其中使用 butter 函数设计一个4阶的巴特沃斯低通滤波器,截止频率为100 Hz,然后将其应用于一个具有高频噪声的信号。同样,我们还使用 butter 函数设计一个4阶的巴特沃斯高通滤波器,截止频率为10 Hz,并将其应用于一个具有低频噪声的信号。 matlab % 生成一个随机信号 fs = 1000; % 采样率为1000 Hz t = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间向量 x = sin(2*pi*50*t) + sin(2*pi*120*t); % 生成一个有高频噪声的信号 x = x + 2.5*randn(size(t)); % 添加高斯白噪声 % 巴特沃斯低通滤波器 fc = 100; % 截止频率为100 Hz Wn = fc/(fs/2); % 归一化截止频率 [b,a] = butter(4,Wn,'low'); % 4阶巴特沃斯低通滤波器 y = filtfilt(b,a,x); % 应用滤波器 % 绘制原始信号和滤波后的信号 figure; subplot(2,1,1); plot(t,x); title('原始信号'); xlabel('时间 (秒)'); ylabel('幅度'); subplot(2,1,2); plot(t,y); title('滤波后的信号'); xlabel('时间 (秒)'); ylabel('幅度'); % 巴特沃斯高通滤波器 fc = 10; % 截止频率为10 Hz Wn = fc/(fs/2); % 归一化截止频率 [b,a] = butter(4,Wn,'high'); % 4阶巴特沃斯高通滤波器 z = filtfilt(b,a,x); % 应用滤波器 % 绘制原始信号和滤波后的信号 figure; subplot(2,1,1); plot(t,x); title('原始信号'); xlabel('时间 (秒)'); ylabel('幅度'); subplot(2,1,2); plot(t,z); title('滤波后的信号'); xlabel('时间 (秒)'); ylabel('幅度'); 注意,这里使用 filtfilt 函数来获得零相位滤波器的输出,以避免滤波后的相位变化。
### 回答1: 1. MATLAB均值滤波代码: function output = meanFilter(image, windowSize) [m, n] = size(image); output = zeros(m, n); for i = 1:m for j = 1:n sum = 0; count = 0; for k = i-floor(windowSize/2):i+floor(windowSize/2) for l = j-floor(windowSize/2):j+floor(windowSize/2) if (k > 0 && k <= m && l > 0 && l <= n) sum = sum + image(k, l); count = count + 1; end end end output(i, j) = sum / count; end end end 2. MATLAB中值滤波代码: function output = medianFilter(image, windowSize) [m, n] = size(image); output = zeros(m, n); for i = 1:m for j = 1:n values = []; for k = i-floor(windowSize/2):i+floor(windowSize/2) for l = j-floor(windowSize/2):j+floor(windowSize/2) if (k > 0 && k <= m && l > 0 && l <= n) values = [values, image(k, l)]; end end end output(i, j) = median(values); end end end 3. 理想低通滤波代码: function output = idealLowpassFilter(image, D0) [m, n] = size(image); output = zeros(m, n); u = 0:(m-1); v = 0:(n-1); idx = find(u > m/2); u(idx) = u(idx) - m; idy = find(v > n/2); v(idy) = v(idy) - n; [V, U] = meshgrid(v, u); D = sqrt(U.^2 + V.^2); H = double(D <= D0); F = fftshift(fft2(image)); output = real(ifft2(ifftshift(F .* H))); end 4. 巴特沃斯低通滤波代码: function output = butterworthLowpassFilter(image, D0, n) [m, n] = size(image); output = zeros(m, n); u = 0:(m-1); v = 0:(n-1); idx = find(u > m/2); u(idx) = u(idx) - m; idy = find(v > n/2); v(idy) = v(idy) - n; [V, U] = meshgrid(v, u); D = sqrt(U.^2 + V.^2); H = 1 ./ (1 + ((D ./ D0).^(2*n))); F = fftshift(fft2(image)); output = real(ifft2(ifftshift(F .* H))); end 5. 高斯高通滤波代码: function output = gaussianHighpassFilter(image, D0) [m, n] = size(image); output = zeros(m, n); u = 0:(m-1); v = 0:(n-1); idx = find(u > m/2); u(idx) = u(idx) - m; idy = find(v > n/2); v(idy) = v(idy) - n; [V, U] = meshgrid(v, u); D = sqrt(U.^2 + V.^2); H = 1 - exp(-1 * (D.^2) / (2 * D0^2)); F = fftshift(fft2(image)); output = real(ifft2(ifftshift(F .* H))); end 以上是MATLAB中实现均值滤波、中值滤波、理想低通滤波、巴特沃斯低通滤波和高斯高通滤波的代码。参数说明:image为输入图像,windowSize为滤波窗口的大小,D0为截止频率,n为巴特沃斯滤波器的阶数。输出结果为滤波后的图像。 ### 回答2: 1. 均值滤波(Mean Filter): function output = meanFilter(input, windowSize) % 获取输入图像的大小 [height, width] = size(input); % 创建输出图像 output = zeros(height, width); % 定义窗口大小的一半 halfWindowSize = floor(windowSize / 2); for i = halfWindowSize + 1 : height - halfWindowSize for j = halfWindowSize + 1 : width - halfWindowSize % 获取当前像素的邻域 neighborhood = input(i - halfWindowSize : i + halfWindowSize, j - halfWindowSize : j + halfWindowSize); % 计算邻域内像素的平均值,并赋值给输出图像对应位置的像素 output(i, j) = mean(neighborhood(:)); end end end 2. 中值滤波(Median Filter): function output = medianFilter(input, windowSize) % 获取输入图像的大小 [height, width] = size(input); % 创建输出图像 output = zeros(height, width); % 定义窗口大小的一半 halfWindowSize = floor(windowSize / 2); for i = halfWindowSize + 1 : height - halfWindowSize for j = halfWindowSize + 1 : width - halfWindowSize % 获取当前像素的邻域 neighborhood = input(i - halfWindowSize : i + halfWindowSize, j - halfWindowSize : j + halfWindowSize); % 计算邻域内像素的中值,并赋值给输出图像对应位置的像素 output(i, j) = median(neighborhood(:)); end end end 3. 理想低通滤波(Ideal Lowpass Filter): function output = idealLowpassFilter(input, cutoffFreq) % 获取输入图像的大小和中心位置 [height, width] = size(input); centerX = floor(width / 2) + 1; centerY = floor(height / 2) + 1; % 创建输出图像 output = zeros(height, width); % 计算频域的网格 [X, Y] = meshgrid(1 : width, 1 : height); % 计算频率坐标 freqX = X - centerX; freqY = Y - centerY; % 计算距离中心频率的距离 distance = sqrt(freqX.^2 + freqY.^2); % 应用理想低通滤波器 output(distance <= cutoffFreq) = input(distance <= cutoffFreq); end 4. 巴特沃斯低通滤波(Butterworth Lowpass Filter): function output = butterworthLowpassFilter(input, cutoffFreq, order) % 获取输入图像的大小和中心位置 [height, width] = size(input); centerX = floor(width / 2) + 1; centerY = floor(height / 2) + 1; % 创建输出图像 output = zeros(height, width); % 计算频域的网格 [X, Y] = meshgrid(1 : width, 1 : height); % 计算频率坐标 freqX = X - centerX; freqY = Y - centerY; % 计算距离中心频率的距离 distance = sqrt(freqX.^2 + freqY.^2); % 应用巴特沃斯低通滤波器 output = input .* (1 ./ (1 + (distance ./ cutoffFreq).^(2 * order))); end 5. 高斯高通滤波(Gaussian Highpass Filter): function output = gaussianHighpassFilter(input, sigma) % 获取输入图像的大小和中心位置 [height, width] = size(input); centerX = floor(width / 2) + 1; centerY = floor(height / 2) + 1; % 创建输出图像 output = zeros(height, width); % 计算频域的网格 [X, Y] = meshgrid(1 : width, 1 : height); % 计算频率坐标 freqX = X - centerX; freqY = Y - centerY; % 计算距离中心频率的距离 distance = sqrt(freqX.^2 + freqY.^2); % 应用高斯高通滤波器 output = input .* (1 - exp(-(distance.^2) / (2 * sigma^2))); end ### 回答3: matlab中均值滤波、中值滤波、理想低通滤波、巴特沃斯低通滤波和高斯高通滤波的代码如下: 1. 均值滤波代码: matlab % 均值滤波 function output = meanFilter(input, windowSize) [m, n] = size(input); output = zeros(m, n); halfSize = floor(windowSize / 2); for i = 1 + halfSize : m - halfSize for j = 1 + halfSize : n - halfSize % 取窗口内矩阵的均值 output(i, j) = mean2(input(i-halfSize:i+halfSize, j-halfSize:j+halfSize)); end end end 2. 中值滤波代码: matlab % 中值滤波 function output = medianFilter(input, windowSize) [m, n] = size(input); output = zeros(m, n); halfSize = floor(windowSize / 2); for i = 1 + halfSize : m - halfSize for j = 1 + halfSize : n - halfSize % 取窗口内矩阵的中值 output(i, j) = median(input(i-halfSize:i+halfSize, j-halfSize:j+halfSize), 'all'); end end end 3. 理想低通滤波代码: matlab % 理想低通滤波 function output = idealLowpassFilter(input, cutoffFrequency) [m, n] = size(input); output = ifftshift(input); output = fft2(output); % 构造理想低通滤波器 H = zeros(m, n); for u = 1 : m for v = 1 : n D = sqrt((u - m/2)^2 + (v - n/2)^2); if D <= cutoffFrequency H(u, v) = 1; end end end % 与输入图像的傅里叶变换做点乘 output = output .* H; output = abs(ifft2(output)); end 4. 巴特沃斯低通滤波代码: matlab % 巴特沃斯低通滤波 function output = butterworthLowpassFilter(input, cutoffFrequency, n) [m, n] = size(input); output = ifftshift(input); output = fft2(output); % 构造巴特沃斯低通滤波器 H = zeros(m, n); for u = 1 : m for v = 1 : n D = sqrt((u - m/2)^2 + (v - n/2)^2); H(u, v) = 1 / (1 + (D / cutoffFrequency)^(2*n)); end end % 与输入图像的傅里叶变换做点乘 output = output .* H; output = abs(ifft2(output)); end 5. 高斯高通滤波代码: matlab % 高斯高通滤波 function output = gaussianHighpassFilter(input, cutoffFrequency) [m, n] = size(input); output = ifftshift(input); output = fft2(output); % 构造高斯高通滤波器 H = zeros(m, n); for u = 1 : m for v = 1 : n D = sqrt((u - m/2)^2 + (v - n/2)^2); H(u, v) = 1 - exp(-(D^2 / (2 * cutoffFrequency^2))); end end % 与输入图像的傅里叶变换做点乘 output = output .* H; output = abs(ifft2(output)); end 以上是一些简单的滤波方法的代码实现,只适用于二维的图像数据。具体的使用细节和参数调整可以根据实际情况进行修改。
在MATLAB中,可以使用fft2函数计算二维快速傅里叶变换(FFT),然后将其与巴特沃斯滤波器的频率响应相乘,最后使用ifft2函数计算FFT的逆变换来实现巴特沃斯低通和高通滤波。 下面是一个MATLAB示例代码,演示如何使用巴特沃斯滤波器对图像进行低通和高通滤波: matlab % 原始图像 im = imread('lena.png'); % 计算图像的傅里叶变换 F = fft2(im); % 定义巴特沃斯低通滤波器 D0 = 30; % 截止频率 n = 4; % 阶数 H = 1 ./ (1 + (sqrt(2) - 1) * (freqspace(size(im), 'meshgrid') / D0).^(2*n)); % 应用巴特沃斯低通滤波器 G = H .* F; % 计算图像的傅里叶逆变换 g = uint8(real(ifft2(G))); % 显示结果 subplot(1, 2, 1), imshow(im), title('原始图像') subplot(1, 2, 2), imshow(g), title('巴特沃斯低通滤波后的图像') % 定义巴特沃斯高通滤波器 D0 = 30; % 截止频率 n = 4; % 阶数 H = 1 ./ (1 + (freqspace(size(im), 'meshgrid') / D0).^(2*n)); % 应用巴特沃斯高通滤波器 G = H .* F; % 计算图像的傅里叶逆变换 g = uint8(real(ifft2(G))); % 显示结果 subplot(1, 2, 1), imshow(im), title('原始图像') subplot(1, 2, 2), imshow(g), title('巴特沃斯高通滤波后的图像') 在上面的示例代码中,我们首先加载了一张图像,然后使用fft2函数计算了它的二维FFT。接着,我们定义了一个巴特沃斯低通滤波器和一个巴特沃斯高通滤波器,并使用它们来过滤傅里叶变换。最后,我们使用ifft2函数计算了FFT的逆变换,并将结果显示出来。
你的问题涉及到 MATLAB 编程实现图像滤波,我可以为你提供代码实现。以下是代码示例: % 加载图像 img = imread('image.jpg'); % 理想低通滤波 D0 = 20; % 截止频率 h1 = lpfilter('ideal', size(img, 1), size(img, 2), D0); out1 = dftfilt(img, h1); % 滤波后的图像 % 理想高通滤波 D0 = 20; % 截止频率 h2 = hpfilter('ideal', size(img, 1), size(img, 2), D0); out2 = dftfilt(img, h2); % 滤波后的图像 % 巴特沃斯低通滤波 D0 = 20; % 截止频率 n = 2; % 阶数 h3 = lpfilter('btw', size(img, 1), size(img, 2), D0, n); out3 = dftfilt(img, h3); % 滤波后的图像 % 巴特沃斯高通滤波 D0 = 20; % 截止频率 n = 2; % 阶数 h4 = hpfilter('btw', size(img, 1), size(img, 2), D0, n); out4 = dftfilt(img, h4); % 滤波后的图像 % 高斯低通滤波 D0 = 20; % 截止频率 h5 = lpfilter('gaussian', size(img, 1), size(img, 2), D0); out5 = dftfilt(img, h5); % 滤波后的图像 % 高斯高通滤波 D0 = 20; % 截止频率 h6 = hpfilter('gaussian', size(img, 1), size(img, 2), D0); out6 = dftfilt(img, h6); % 滤波后的图像 % 同态滤波 c=1; D0=50; n=2; img=im2double(img); H=homoFilter(size(img),D0,n,c); out7=(double(I).*H); out7=uint8(out7); % 显示滤波前后的图像和频谱 figure; subplot(2,3,1),imshow(img),title('原图'); subplot(2,3,2),imshow(out1),title('理想低通滤波'); subplot(2,3,3),imshow(out2),title('理想高通滤波'); subplot(2,3,4),imshow(out3),title('巴特沃斯低通滤波'); subplot(2,3,5),imshow(out4),title('巴特沃斯高通滤波'); subplot(2,3,6),imshow(out5),title('高斯低通滤波'); % 显示滤波前后的频谱 figure; subplot(2,3,1),imshow(log(1+abs(fft2(img))),[]),title('原图的频谱'); subplot(2,3,2),imshow(log(1+abs(fft2(out1))),[]),title('理想低通滤波后的频谱'); subplot(2,3,3),imshow(log(1+abs(fft2(out2))),[]),title('理想高通滤波后的频谱'); subplot(2,3,4),imshow(log(1+abs(fft2(out3))),[]),title('巴特沃斯低通滤波后的频谱'); subplot(2,3,5),imshow(log(1+abs(fft2(out4))),[]),title('巴特沃斯高通滤波后的频谱'); subplot(2,3,6),imshow(log(1+abs(fft2(out5))),[]),title('高斯低通滤波后的频谱');

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