MATLAB理想帶通濾波及帶阻濾波實(shí)現(xiàn)頻譜增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

MATLAB理想帶通濾波及帶阻濾波實(shí)現(xiàn)頻譜增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)旨在通過MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)理想帶通和帶阻濾波器進(jìn)行信號(hào)頻譜增強(qiáng)。通過搭建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)可以有效的幫助學(xué)生鞏固信號(hào)處理的基本知識(shí)、理解濾波器的工作原理并熟悉MATLAB軟件的使用。實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)采用MATLAB自帶函數(shù)實(shí)現(xiàn)理想帶通和帶阻濾波，其中頻域表達(dá)式如下：-理想低通濾波器：$H_{LP}(u,v)=\begin{cases}1,\quadD(u,v)\leD_0\\0,\quadD(u,v)>D_0\end{cases}$-理想高通濾波器：$H_{HP}(u,v)=\begin{cases}1,\quadD(u,v)>D_0\\0,\quadD(u,v)\leD_0\end{cases}$-理想帶通濾波器：$H_{BP}(u,v)=\begin{cases}1,\quadD_1(u,v)\leD(u,v)\leD_2(u,v)\\0,\quadD(u,v)<D_1(u,v)|D(u,v)>D_2(u,v)\end{cases}$-理想帶阻濾波器：$H_{BR}(u,v)=\begin{cases}1,\quadD(u,v)<D_1(u,v)|D(u,v)>D_2(u,v)\\0,\quadD_1(u,v)\leD(u,v)\leD_2(u,v)\end{cases}$其中，$D(u,v)$是濾波器的傳遞函數(shù)，$D_0$表示低通和高通濾波器的截止頻率，$D_1(u,v)$和$D_2(u,v)$是帶通和帶阻濾波器的截止頻率。實(shí)驗(yàn)流程1.生成一幅原始圖像2.對(duì)原始圖像進(jìn)行傅里葉變換，將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)3.通過理想低通濾波器和理想高通濾波器分別對(duì)頻域信號(hào)進(jìn)行濾波，得到低頻和高頻圖像4.對(duì)低頻和高頻圖像進(jìn)行修復(fù)并進(jìn)行反變換，得到低頻和高頻圖像的時(shí)域版本5.對(duì)低頻和高頻時(shí)域圖像進(jìn)行相加得到帶通效果和帶阻效果的圖像實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過多次調(diào)整參數(shù)和不同的濾波器組合，得到了不同的濾波效果圖。其中，帶通效果和帶阻效果如下圖所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)論本實(shí)驗(yàn)中我們成功地通過MATLAB實(shí)現(xiàn)了理想帶通濾波和帶阻濾波的信號(hào)頻譜增強(qiáng)，得到了較好的濾波效果圖，達(dá)到了預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)也進(jìn)一步加深了我們對(duì)于信號(hào)處理和濾波器