有源滤波实验报告

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图像处理实验

实验报告

院(系)名称 专业名称 学生姓名 学 号 任课老师

年 月 日

北京航空航天大学实验报告

1 实验目的

利用MATLAB实现图像滤波，边界检测，从空间域与频域上加深对图像滤波的理解。

2 实验内容

1. 对lena.bmp分别添加高斯、椒盐、泊松噪声，并比较高斯滤波与中值滤波的效果。(使用matlab自带函数即可)

2. 对lena.bmp实现laplace算子、Sobel算子、Kirch算子、Canny算子等边界检测算子中的任何两个；（不使用matlab自带函数）

3. 通过观察rect.bmp和rect-45度.bmp的傅立叶频谱，了解图像傅立叶变换的旋转、平移等特性；

4. 对grid.bmp实现理想低通；

5. 对cave.jpg实现同态滤波算法，观察光照校正的效果（使用高斯型高通滤波器的离散化结果作为模板）。

3 实验步骤及算法流程

开始 转换成double类型 空间与转换为频用fftshift对频域进行处理 利用特定的卷积核进行滤波过程 频域还原为空间域 用ifftshift还原频域 显示图像 结束 - 1 -

北京航空航天大学实验报告

4 实验结果分析

4.1 空间域滤波

图1 加高斯噪声与滤

数字信号处理实验报告

姓名： 专业: 通信与信息系统 学号: 日期：2015.11

实验内容

任务一：

一连续平稳的随机信号x?t?，自相关函数rx????e?t，信号x?t?为加性噪声所干扰，噪

声是白噪声，测量值的离散值z?k?为已知，Ts?0.02s，-3.2，-0.8，-14，-16，-17，-18，-3.3，-2.4，-18，-0.3，-0.4，-0.8，-19，-2.0，-1.2，-11，-14，-0.9，-0.8，10，0.2，0.5，-0.5，2.4，-0.5，0.5，-13，0.5，10，-12，0.5，-0.6，-15，-0.7，15，0.5，-0.7，-2.0，-19，-17，-11，-14，自编卡尔曼滤波递推程序，估计信号x?t?的波形。

任务二：

设计一维纳滤波器。

（1）产生三组观测数据：首先根据s?n??as?n?1??w?n?产生信号s?n?，将其加噪（信噪比分别为20dB，10dB，6dB），得到观测数据x1?n? ，x2?n? ，x3?n? 。

2，i?1 3的AR模型参数。（2）估计xi?n? ，，假设信号长度为L，AR模型阶数为N，

分析实验结果，并讨论改变L，N对实验结果的影

整流滤波电路实验

一、实验目的

1、研究半波整流电路，全波整流电路。

2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流中的滤波效果。 3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值 4、进一步掌握示波器显示与测量的技能。

二、实验原理 1、整流和滤波

整流电路的作用是将交流电转换成直流电，严格地讲是单方向大脉动直流电，而滤波电路的作用是把大脉动直流电处理成平滑的脉动小的直流电。 (1)整流原理

利用二极管的单向导电性可实现整流。 1半波整流 ○

如图17-3所示中TR是交流变压器，D是二极管，RL是负载电阻。若输入交流电为

图17-4 半波整流电路及其波形图

v2(t)?VPsin?t (17-5)

则经整流后输出电压VL(t)为（一个周期内）

?Vsin?t0??t?? VL(t)??P (17-6)

???t?2??0其相应的平均值（即直流平均值，又称直流分量）

1T1 VP??VL(t)dt?VP?0.318VP (17-7)

T0?2全波桥式整流 ○

前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。为了提高整流效率，使交流电的正负半周期信号都

实验报告三

姓名：学号： 班级：

实验日期： 2016.5.10 实验成绩：

实验题目：图像的平滑滤波

一．实验目的

（1）熟练掌握空域平滑滤波的原理、方法及其MATLAB实现。 （2）分析模板大小对空域平滑滤波的影响，线性和非线性方法对空

域平滑滤波增强效果的影响，比较不同滤波器的处理效果，分析其优缺点。

二．实验原理

平滑滤波器用于模糊处理和降低噪声，它经常用于预处理任务中，例如在大目标中提取之前去除图像中的一些琐碎细节，它使用模板确定的领域内图像的平均灰度值代替图像中每个像素的值，但结果降低了图像灰度的尖锐变化；而中值滤波器则是对邻域内的灰度值进行排序后取其中值作为该点的值，能降低噪声的同时减少模糊度。

三．实验内容及结果

（1）选择一副图像fig620.jpg，分别选择3×3，7×7，25×25等平均

模板进行均值滤波模糊处理，并对不同尺寸的滤波器模板操作后的图像进行比较。

图1不同大小模板的均值滤波图

（2）选择一副图像circuit.jpg，对图像加入椒盐噪声，检验两种滤波

模板（3×3平均模板和3×3的非线性模板中值滤波器）对噪声的滤波效果。

、

图2均值和中值滤波图

四．

一、大趋势——节能与供电质量

1、电力需求总量短缺、局部过剩；非线性、冲击性和不平衡用电负荷大量增加，使电网的电能质量恶化；基于计算机、微电子控制技术的设备、装置和生产线不断增加，使电网中许多负荷对电能质量异常敏感，电能质量某些指标的短时间（可以短至1～2周波，即20～40 ms）不正常就会造成严重事故，一次损失可达百万美元数量级。用电系统的优化、安全运行与节能降耗成为主题；节能并不是要求用能单位通过降低产能减少能源消耗量，而是要求用能单位加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，更加有效、合理地利用能源。《节能法》对所有用能单位的节能管理制度，要求“制定并实施节能计划和节能技术措施”，“强制性节能标准”（包括用能产品、设备能源效率标准和高耗能产品的单位产品能耗限额）

2、节能投资效果远高于能源开发投资节电与发电投资对比：节电能力投资-1000~2000元/kW；新增煤炭供应、发电及输配投资：～10000元 / kW，新增发电投资是节电投资的5～10倍 ；

3、未来国内节能的主要途径为：采用变频调速等新技术促进电机节能；改善电能质量，提高电能的利用率；大力发展特高压电网；加强现有电厂设备改

引言

模拟电子技术课程设计是一门独立设课、有独立学分的实践性课程，同“模拟电子技术”理论讲授课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“模拟电子技术实验”课的基础上，进一步深化的实践环节。其主要目的是通过本课程，培养、启发学生的创造性思维，进一步理解电子系统的概念，掌握小型模拟电子系统的设计方法，掌握小型模拟系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。基本任务是设计一个小型模拟电子系统。

目录

引言................................................................ 1 模拟电子技术课程设计任务书.......................................... 3 长沙学院课程设计鉴定表............................. 错误！未定义书签。 一 电路原理及其介绍................................................. 4

1. 什么是滤波器 ................................................. 4 2. 什么是低通滤波器 ..........

班 级 09级1班 日 期 3月1日

【实验目的】

组 别 1组 指导教师

姓 名 巩辰 学 号 1090600004

【实验题目】 阿贝成像原理和空间滤波 1. 了解透镜孔径对成像的影响和简单的空间滤波； 2. 掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴；

3. 验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频率、空间频谱和空间滤波概念的

理解；

4. 初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用.

【实验仪器与用具】

GP-78光具座 JSQ-250氦氖激光器及电源 物（光栅） 透镜×3（f=15mm、f=70mm、f=225mm） 光阑片

【实验原理】

1、关于傅里叶光学变换

设有一个空间二维函数g?x,y?，其二维傅里叶变换为：

G?fx,fy??F?g?x,y?????g?x,y?exp?i2??fxx?fyy?dxdy

???式中fx、fy分别为x、y方向的空间频率，g?x,y?是Gfx,fy的逆傅里叶变换，即：

??g(x,y

班 级 09级1班 日 期 3月1日

【实验目的】

组 别 1组 指导教师

姓 名 巩辰 学 号 1090600004

【实验题目】 阿贝成像原理和空间滤波 1. 了解透镜孔径对成像的影响和简单的空间滤波； 2. 掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴；

3. 验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频率、空间频谱和空间滤波概念的

理解；

4. 初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用.

【实验仪器与用具】

GP-78光具座 JSQ-250氦氖激光器及电源 物（光栅） 透镜×3（f=15mm、f=70mm、f=225mm） 光阑片

【实验原理】

1、关于傅里叶光学变换

设有一个空间二维函数g?x,y?，其二维傅里叶变换为：

G?fx,fy??F?g?x,y?????g?x,y?exp?i2??fxx?fyy?dxdy

???式中fx、fy分别为x、y方向的空间频率，g?x,y?是Gfx,fy的逆傅里叶变换，即：

??g(x,y

数字图像处理 实验三 空域滤波 实验报告

一、实验目的

? 了解空域滤波的方法； ? 掌握几种模板的基本原理。

二、实验内容

? ? ?

使用函数fspecial( ) 生成几种特定的模板；

使用函数imfilter( ) 配合模板对图象数据进行二维卷积； 比较各种滤波器的效果。

三、实验步骤及结果

（1）线性平滑（低通）滤波器

1.用h=fspecial(‘average’) 得到的h 为3×3的邻域平均模板，然后用h进行平滑处理。 x=imread(‘cameraman.tif’); h=fspecial(‘average’) ;

%h=fspecial(‘average’,[7,7]); y=imfilter(x,h); figure(1); imshow(x) figure(2); imshow(y) 原图：

滤波效果：

2. 改变模板大小重试 x=imread('cameraman.tif'); %h=fspecial(‘average’); h=fspecial('average',[7,7]); y=imfilter(x,h); figure(1); imshow(x) figure(2); imshow(y) 原图：

一．滤波器的基本原理

滤波器的基础是谐振电路，它是一个二端口网络，对通带内频率信号呈现匹配传输，对阻带频率信号失配而进行发射衰减，从而实现信号频谱过滤功能。典型的频率响应包括低通、高通、带通和带阻特性。镜像参量法和插入损耗法是设计集总元件滤波器常用的方法。对于微波应用，这种设计通常必须变更到由传输线段组成的分布元件。Richard变换和Kuroda恒等关系提供了这个手段。

在滤波器中，通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性，即????=10lg

??????????

???? ；在该式

中，Pin和PL分别为输出端匹配负载时的滤波器输入功率和负载吸收功率。为了描述衰减特性与频率的相关性，通常使用数学多项式逼近方法来描述滤波器特性，如巴特沃兹、切比雪夫、椭圆函数型、高斯多项式等。滤波器设计通常需要由衰减特性综合出滤波器低通原型，再将原型低通滤波器转换到要求设计的低通、高通、带通、带阻滤波器，最后用集总参数或分布参数元件实现所设计的滤波器。

滤波器低通原型为电感电容网络。其中，元件数和元件参数只与通带结束频率、衰减和阻带起始频率、衰减有关。设计中都采用表格而不用繁杂的计算公式。表1-1列出了巴特沃兹滤波器低通原型元件值。 n 1 2 3 4 5 6 7