基于傅立叶变换的MATLAB数字图像增强与滤波系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了完整的数字图像处理流程，包括傅立叶/DCT频域分析、高斯/椒盐噪声模拟、图像滤波与增强功能。通过频域与空间域处理相结合，有效提升图像质量并进行噪声去除。

详 情 说 明

基于傅立叶变换与空间域处理的数字图像增强与滤波系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的数字图像处理流程，集成了频域变换分析、噪声模拟与滤波、图像增强三大核心模块。系统能够对输入的灰度图像进行傅立叶变换（FFT）和离散余弦变换（DCT）分析，模拟图像退化过程，并提供多种去噪与增强技术，旨在提升图像质量、增强图像细节，为数字图像处理提供完整的解决方案。

功能特性

频域变换分析

• 傅立叶变换（FFT）：将图像从空间域转换到频率域，分析图像的频率成分
• 离散余弦变换（DCT）：实现图像的能量压缩和频域特性分析
• 频谱可视化：生成频率分布图谱，直观展示图像频域特征

噪声模拟与滤波

• 噪声添加：支持高斯白噪声和椒盐噪声模拟，可调节噪声参数
• 多种滤波方法：

- 中值滤波：有效去除椒盐噪声 - 均值滤波：平滑图像，减少随机噪声 - 自适应维纳滤波：根据局部统计特性进行智能去噪 - 巴特沃斯滤波器：频域滤波，可调节截止频率

图像增强技术

• 直方图均衡化：提升图像整体对比度
• 梯度增强法：五种梯度算子实现图像边缘锐化
• 高通滤波：增强图像高频细节成分
• 处理效果对比：提供多种增强方法的并行效果展示

使用方法

1. 图像输入：准备待处理的灰度图像（uint8格式，M×N二维矩阵）
2. 参数设置：根据需求设置噪声参数、滤波器参数等
3. 处理执行：运行主程序启动图像处理流程
4. 结果输出：系统将输出：

- 处理后的图像矩阵 - 频域变换频谱图 - 噪声添加前后对比图 - 不同滤波/增强方法效果对比 - 直方图分布变化对比

系统要求

• MATLAB R2018a 或更高版本
• Image Processing Toolbox
• 支持常见图像格式（jpg, png, bmp等）

文件说明

主程序作为系统的控制核心，承担了用户界面交互、参数接收、处理流程调度与结果展示的综合功能。它整合了频域变换、噪声模拟、滤波处理和图像增强等多个算法模块，能够根据用户选择执行相应的处理操作，并生成包括频谱图、对比图像和直方图在内的多种可视化结果，最终完成完整的图像处理分析流程。