数字图像处理实验指导书.doc

《数字图像处理技术》实验指导书
实验一图象处理-傅立叶变换
实验二图像的几何变换
实验三图象处理-直方图均衡化增强
实验四图像的分割
实验五图象处理-边缘检测(Sobel算子)
实验一图象处理-傅立叶变换

、控制过程,搞清数据处理、传输途径。
。
、二维傅立叶变换和快速傅立叶变换的原理,学****FFT程序设计和计算方法;了解傅立叶变换的幅度频谱图像特征。

计算机,ICETEK-DM642-IDK-M实验箱。

傅立叶变换是一种常见的正交变换,它在一维信号处理中得到了广泛应用。
傅立叶变换的基本概念
设f(x)为x的函数,且f(x)满足:具有有限个间隔点、具有有限个极点、绝对可积,则f(x)的傅立叶变换公式为:
其反变换为:
为了在数字图象处理中应用傅立叶变换,必须引入离散傅立叶变换(DFT,Discrete Fourier Transform)的概念。它的数学定义如下:
如果为一个长度为N的数字序列,其离散傅立叶变换为:
离散傅立叶反变换为:
其中:x=0,1,2,…,N-1
如果令,那么上述公式变成:
写成矩阵形式为:
二维离散函数的傅立叶变换为:
傅立叶反变换为:
其中:x=0,1,2,…,M-1 y=0,1,2,…,N-1
在数字图象处理中,图象取样一般是方阵,即M=N,则二维离散傅立叶变换公式为:
在数字图像处理中通常将傅立叶变换频谱的原点移动到矩阵M×N的中心,以便能清楚地分析傅立叶变换谱的情况。根据傅立叶变换的平移特性,如果要将图像的频谱原点移动到图像中心,只要将f(x,y)乘上因子再进行离散傅立叶变换即可。
快速傅立叶变换:
离散傅立叶变换已经成为数字信号处理的一种重要手段。然而,离散傅立叶变换需要的计算量太大,运算时间长,在某种程度上限制了它的使用。
1965年,CooLey和Tukey首先提出一种快速傅立叶变换(FFT)算法,采用该算法进行离散傅立叶变换,复数乘法和加法次数正比于,这在N很大时计算量会大大减少。快速傅立叶变换是离散傅立叶变换的一种改进算法。它分析了离散傅立叶变换中重复的计算量,并尽最大的可能使之减少,从而达到快速计算的目的。


(1)连接设备
①关闭计算机和实验箱电源。
②连接ICETEK--DM642-PCI板上J7插座(JTAG),电缆上红色线要靠近“J7”丝印。
③连接+5V电源线到ICETEK-DM642-PCI板上J10插座。
④连接实验箱中视频转接线的输入端连接到选配的摄像头或视频信号输入端子上,将转接线的输出端(两个接头)分别连接到ICETEK-DM642-PCI板上J15和J16插座。
⑤连接实验箱中电视显示器接头到专用电视转接线的相应插头,连接转接线的黄色莲花插头到ICETEK-DM642-PCI板上J4插座。
⑥用实验箱所配的电源转接线(两端均为带孔的插头)连接实验箱底板上+12V电源输出插座到选配的摄像头上电源插座。
⑦将电视转接线上电源插头(带孔的黑色插头)插入实验箱底板上+12V电源输出插座。
(2)开启设备
①打开计算机电源。
②打开实验箱电源开关,注意ICETEK-DM642-PCI板上指示灯DS10亮,表示OSD FPGA配置完成,与此同时,DS1~DS8全亮。
③附带的USB电缆连接计算机(最好使用PC机机箱后部的USB插座)和仿真器相应接口,注意仿真器上两个指示灯均亮。
④打开电视显示器开关,可以看到彩条显示。
⑤双击运行桌面上“初始化ICETEK-5100USB仿真器”,在弹出的DOS窗口中观察初始化操作结果。
如果窗口中最后一行显示“This utility has essfully reset the controller.”,并提示“按任意键继续…”,表示成功地初始化仿真器,可按键盘上空格键继续下步操作。
如果窗口中没有出现“按任意键继续…”,请关闭窗口,关闭实验箱电源,再将USB电缆从仿真器上拔出,返回第②步重试。
如果窗口中出现“The adapter returned an error.”,并提示“按任意键继续…”,表示初始化失败,请关闭窗口重试两三次,如果仍然不能初始化则关闭实验箱电源,再将USB电缆从仿真器上拔出,返回第②步重试。
(3)poser Studio为Emulator方式
参见“poser Studio入门实验”相关部分。
(4)poser Studio
S 2(‘C6000)”图标,poser Studio