MATLAB实现Saturn图像FFT变换与频谱位移实验

在本次计算机图像处理实验中，主要探讨了图像变换在MATLAB中的实现与应用。首先，实验的主要目的是通过实际操作来理解和掌握图像频域变换（如傅里叶变换）和几何变换（如位置变换、形状变换和复合变换）的概念，以及它们在图像处理中的作用。这些技术在诸如图像压缩、去噪、特征提取等应用场景中至关重要。 实验的核心内容聚焦于两个关键步骤：一是对图像saturn.png进行二维快速傅里叶变换（FFT）。首先，将图像转换为灰度图像，以便于进行频域分析。接着，利用fft2函数执行FFT，生成频谱图。为了更好地展示频谱分布，使用log(1+abs())函数处理数据，使其非负，便于观察。然后，使用fftshift函数将频谱中心移至显示窗口的中央，这样更直观地呈现了频率分布。最后，通过ifft2函数进行反变换，将频谱还原回图像空间，结果显示出原图像的对比。 另一个部分是图像的几何变换，即旋转操作。实验通过循环实现了对saturn.png图像进行45°、90°、135°和180°的旋转，并对每次旋转后的图像进行FFT。使用imrotate函数进行旋转，同时使用fftshift保证变换后的频谱图位于中央。通过比较旋转前后频谱图的变化，可以观察到不同角度旋转对图像频域的影响。 此外，实验还涉及到了MATLAB中其他功能的运用，如flipdim函数用于翻转图像的维度，imresize函数可能用于调整图像大小或分辨率，这些都是图像变换中的实用工具。通过这些操作，学生不仅掌握了MATLAB中的图像处理函数，还深化了对图像变换原理的理解，以及它们如何在实际图像处理任务中发挥作用。 总结来说，这个实验涵盖了从图像读取、基本处理（如灰度化和旋转）、频域变换（FFT和反变换）、以及辅助函数的使用等多个环节，旨在提升学生的编程技能和理论联系实践的能力，为他们在计算机视觉、信号处理等领域打下坚实的基础。