1、上海师范大学天华学院 2012 届毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告设计（论文）题目Butterworth锐化滤波器在图像增强中的应用及 matlab仿真学生姓名 张仁烨 学 号 08031150 专业、班级电子信息工程 08秋系 部 电子与信息工程系 指导教师姓名 刘伟一、课题的作用和意义人类传递信息的主要媒介是语言和图像。据统计在人类接受的各种信息中视觉信息占 80%，所以图像信息是十分重要的信息传递媒体和方式。图像传递系统包括图像采集、图像压缩、图像编码、图像存储、图像通信、图像显示这六个部分。图像增强处理是数字图像处理的一个重要分支。很多由于场景条件的影响图像拍摄的视觉效果
2、不佳，这就需要图像增强技术来改善人的视觉效果，比如突出图像中目标物体的某些特点、从数字图像中提取目标物的特征参数等等，这些都有利于对图像中目标的识别、跟踪和理解。图像增强处理主要内容是突出图像中感兴趣的部分，减弱或去除不需要的信息。这样使有用信息得到加强，从而得到一种更加实用的图像或者转换成一种更适合人或机器进行分析处理的图像。图像增强的应用领域也十分广阔并涉及各种类型的图像。例如，在军事应用中，增强红外图像提取我方感兴趣的敌军目标；在医学应用中，增强 X射线所拍摄的患者脑部、胸部图像确定病症的准确位置；在空间应用中，对用太空照相机传来的月球图片进行增强处理改善图像的质量。二、国内外现状和发展
3、趋势20 世 纪 90 年 代 进 入 了 应 用 期 ， 人 们 运 用 数 字 图 像 增 强 技 术 处 理 和 分 析 遥 感 图像 ， 以 有 效 地 进 行 资 源 和 矿 藏 的 勘 探 、 调 查 、 农 业 和 城 市 的 土 地 规 划 、 作 物 估 产 、气 象 预 报 、 灾 害 及 军 事 目 标 的 监 视 等 。 图 像 增 强 是 图 像 处 理 的 重 要 组 成 部 分 ， 传 统的 图 像 增 强 方 法 对 于 改 善 图 像 质 量 发 挥 了 极 其 重 要 的 作 用 。 随 着 对 图 像 技 术 研 究 的不 断 深 入 和 发 展 ， 新
4、的 图 像 增 强 方 法 不 断 出 现 。 例 如 一 些 学 者 将 模 糊 映 射 理 论 引 入到 图 像 增 强 算 法 中 ， 提 出 了 包 括 模 糊 松 弛 、 模 糊 熵 、 模 糊 类 等 增 强 算 法 来 解 决 增 强算 法 中 映 射 函 数 选 择 问 题 ， 并 且 随 着 交 互 式 图 像 增 强 技 术 的 应 用 ， 可 以 主 观 控 制 图像 增 强 效 果 。 同 时 利 用 直 方 图 均 衡 技 术 的 图 像 增 强 也 有 许 多 新 的 进 展 ： 例 如 提 出 了多 层 直 方 图 结 合 亮 度 保 持 的 均 衡 算 法 、
5、动 态 分 层 直 方 图 均 衡 算 法 。 这 些 算 法 通 过 分割 图 像 ， 然 后 在 子 层 图 像 内 做 均 衡 处 理 ， 较 好 地 解 决 了 直 方 图 均 衡 过 程 中 的 对 比 度过 拉 伸 问 题 ， 并 且 可 以 控 制 子 层 灰 度 映 射 范 围 ， 增 强 效 果 较 好 。三、完成任务的可能思路、方案本课题首先根据指标要求，设计出相应的锐化滤波器,接着用 matlab 进行编程。（一）先将图像进行傅立叶变换到频域，再对图像的频谱进行修正处理，最后将修正后的图像反变换回空域，以达到增强的效果。图像的边缘和线条与图像频谱中的高频成分相对应，采用锐
6、化滤波器，即高通滤波器可以让高频成分顺利通过，使图像的边缘和线条变得更清晰，以达到图像锐化的效果根据技术指标设计出相应的锐化滤波器 5。（二）频域增强是利用图像变换方法将原来的图像空间中的图像以某种形式转换到其它空间中，然后利用该空间的特有性质方便地进行图像处理，最后再转换回原来的图像空间中，从而得到处理后的图像。频域空间的增强方法对应的三个步骤：(1) 将图像 f(x,y)从图像空间转换到频域空间，得到 F(u,v)；(2) 在频域空间中通过不同的滤波函数 H(u,v)对图像进行不同的增强 ,得到 G(u,v)（注：不同的滤波器滤除的频率和保留的频率不同，因而可获得不同的增强效 果） ；(3
7、) 将增强后的图像再从频域空间转换到图像空间，得到图像 g(x,y)。流程图如下：傅立叶变换 滤波器 傅立叶反变换),(vuH),(vuF),(G),(yxg),(yxf巴特沃斯高通滤波器n阶巴特沃斯高通滤波器的传递函数定义如下：H(u，v)=l【1+(DoD(u，v)2n】滤波后,如图 1图 1 理想高通滤波器（三）采用 Butterworth锐化滤波器对多幅图像进行增强处理，并将其与其他滤波器的处理效果进行比较分析（四） 利用matlab软件编写程序，并根据仿真结果对滤波器的结构、参数再次进行调整, 直到满足要求为止。四、设计（论文）进度安排1. 2011.10.17-10.21（第 7周
8、）独立完成英文资料翻译。2. 2011.10.22-10.28（第 8周）接受毕业设计（论文）任务书 。查阅文献资料、撰写文献综述报告，准备参考资料。3. 2011.10.29-11.11（第 9-10周）完成毕业设计（论文）开题报告。4. 2011.11.12-11.26（第 11-12周）完成数字滤波器的设计。5. 2011.11.27-12.10（第 13-14周）完成程序的编写。6. 2011.12.11-12.22(第 15-16周) 完成仿真。72011.12.23-12.30（第 17周）毕业设计的中期检查。8. 2011.1.1-1.13（第 18-19周）拟定论文目录并给出撰
9、写论文格式。9. 2012.1.14-2.20（寒假）整理毕业设计的资料、并完成论文初稿。10. 2012.2.21-3.2（第 1-2 周）完成论文二稿。11. 2012.3.3-3.23（第 3-5周）论文定稿。12. 2012.3.26-3.30（第 6周）答辩。五、所需的主要仪器和设备1. 配备有 Windows XP 操作系统的台式计算机2Microsoft office Word 2003 简体中文版3Microsoft office Visio 2003 简体中文版4MATLAB 7.0 简体中文版5WORD 公式编辑器 3.0六、参考文献及资料1 邓重一. 滤波器的过去、现在与
10、未来.湖南: 湖南科学技术出版社, 20032 刘令普. 数字信号处理.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社, 2002 3 张建平. 数字信号处理实验教程.北京：清华大学出版社，20104 周利清、苏菲. 数字信号处理基础.北京：北京邮电大学出版社，20055 李莉. 数字信号处理原理和算法实现.北京：清华大学出版社，20106 高西全. 数字信号处理（第三版）.西安： 西安电子科技大学出版社， 20087 王宏、贾新民. 信号处理基础.北京：机械工业出版社，2007学生姓名 _（签名）日期： 年 月 日指导教师评语：（建议填写内容：对学生提出的方案给出评语，明确是否同意开题，提出学生完成上述任务的建议、注意事项等）指导教师 _（签名）日期： 年 月 日注：1. 本开题报告，须双面打印。由学生填写并经指导老师审核、评价；2. 本开题报告一式两份，一份须与学生的毕业设计（论文）一并存档，一份作系部存档用。
