自选一幅灰度图像,编写MATLAB程序,完成图像的傅里叶变换并显示图像傅里叶变换谱。
1、快速图像傅里叶变换函数
Y = fft2(X)
2、将图像频谱零频分量移动到图像频谱中心
Y = fftshift(X)
3、显示频谱图像的时候考虑:复数能否显示出来?如果不能,尝试将幅度谱与相位谱分别显示出来。
4、如果频谱图像对比度较差,请考虑采用对比度增强算法显示频谱图象。
5、对图像频谱做傅里叶反变换,并显示反变换后的图像。(注意频谱平移带来的问题)
clcclear%%实验准备RGB=imread('greenleaf.jpg');GRAY=rgb2gray(RGB);%灰度变换%%傅里叶变换FFT=fft2(GRAY);%傅里叶变换FFT_1=log(abs(FFT)+1);%获得傅里叶变换的幅度谱FFT_2=log(angle(FFT)*180/pi+1);%获得傅里叶变换的相位谱%%对傅里叶变换移频FS=fftshift(FFT);%将频谱图中零频率成分移动至频谱图中心FS_1=log(abs(FS)+1);%获得移频后的傅里叶变换幅度谱FS_2=log(angle(FS)*180/pi+1);%获得移频后的傅里叶变换相位谱%%傅里叶逆变换GRAY_1=real(ifft2(ifftshift(FS)));%频率域反变换到空间域,并取实部U8=im2uint8(mat2gray(GRAY_1));%更改图像类型%%显示灰度图像和傅里叶逆变换图像H.color=[0 0 0];%%设置背景为黑色figure(H);subplot(331);imshow(GRAY);title('\color{white}灰度图像');subplot(333);imshow(U8);title('\color{white}傅里叶逆变换图像');%%显示傅里叶变换相关图像subplot(334);imshow(FFT);title('\color{white}傅里叶变换图像');subplot(335);imshow(FFT_1,[]);title('\color{white}傅里叶变换幅度谱');subplot(336);imshow(FFT_2,[]);title('\color{white}傅里叶变换相位谱');%%显示移频后傅里叶变换相关图像subplot(337);imshow(FS);title('\color{white}移频后傅里叶变换图像');subplot(338);imshow(FS_1,[]);title('\color{white}移频后傅里叶变换幅度谱');subplot(339);imshow(FS_2,[]);title('\color{white}移频后傅里叶变换相位谱');
①如果图像进行傅里叶转换后直接用imshow函数显示,软件就会报警:Warning: Displaying real part of complex input(警告: 显示复数输入项的实部)。因为经过傅里叶变换后的图像矩阵大多是复数矩阵,包含实部和虚部。所以代码中先用abs()函数取复数矩阵的模,再进行显示。
②取模后图像矩阵的数值可能会很大,直接用imshow函数也是无法显示的,可以用log函数取其对数,如log(abs(F)+1),这样就可以对频谱进行缩放。因为对于(0,1)之间的x值经过取对数后会变成负值,而log(x+1)则可以将所有的x值映match射到正数范围内。
③当图像是double类型时要使用imshow(图像名,[])来根据数据矩阵的数值范围自动设置灰度图像显示范围。
④考虑到相位谱看着不是特别清晰,所以使用了图像对比度增强,但是使用之后发现不论如何调参数都会使相位谱只能显示几个黑点,所以相位谱最终没有使用图像对比度增强,而考虑将背景调成黑色。