空间滤波

采用滤波处理的影像增强方法

空间滤波是一种采用滤波处理的影像增强方法。其理论基础是空间卷积和空间相关。目的是改善影像质量，包括去除高频噪声与干扰，及影像边缘增强、线性增强以及去模糊等。分为低通滤波（平滑化）、高通滤波（锐化）和带通滤波。处理方法有计算机处理（数字滤波）和光学信息处理两种。

基本概念

也称空间滤波。在图像空间几何变量域上直接修改、抑制图像数据并消减噪声的滤波。

多狭缝空间滤波法原理

航空相机及载体以一定的速度水平飞行，通过相机镜头L，运动物体成像在有一定空间周期分布的空间狭缝((SF)上，像移速度为v，空间狭缝刻线与物体运动方向垂直。由于图像速度的存在，所有通过空间狭缝的光强产生周期性的变化，并由空间狭缝后方的光电探测器(PD)接收。由于狭缝存在窄带通滤波特性，仅获取运动图像的特定空间频率成分，可认为运动图像的光振幅在传送时被空间狭缝调制了。因此光电探测器的输出信号中包含与像移速度v相关的频率f，速度v可由v=p×f确定，其中p为狭缝的空间周期。

空间滤波实验

由无线电传真所得到的照片是由许多有规律地排列的像元所组成，如果用放大镜仔细观察，就可看到这些像元的结构，能否去掉这些分立的像元而获得原来的图像呢？由于像元比像要小得多，它具有更高的空间频率，因而这就成为一个高频滤波的问题。下面的实验可以显示这样一种空间滤波的可能性。

前述实验中狭缝起的是方向滤波器的作用，可以滤去图像中某个方向的结构，而圆孔可作低通滤波器，滤去图像中的高频成分，只让低频成分通过。

详细内容

低通滤波器实验

(1) 按图1-3布置好光路。用显微物镜和准直透镜L1组成平行光系统。以扩展后的平行激光束照明物体，以透镜L2将此物成像于较远处的屏上，物使用带有网格的网格字（中央透光的“光”字和细网格的叠加），则在屏Q上出现清晰的放大像，能看清字及其网格结构（图1-4）。由于网格为周期性的空间函数，它们的频谱是有规律排列的分立的点阵，而字迹是一个非周期性的低频信号，它的频谱就是连续的。

(2) 将一个可变圆孔光阑放在L的第二焦平面上，逐步缩小光阑，直到除了光轴上一个光点以外，其它分立光点均被挡住，此时像上不再有网格，但字迹仍然保留下来试从空间滤波的概念上解释上述现象。

(3) 把小圆孔移到中央以外的亮点上，在Q屏上仍能看到不带网格的“光”字，只是较暗淡一些，这说明当物为“光”与网格的乘积时，其傅里叶谱是“光”的谱与网格的谱的卷积，因此每个亮点周围都是“光”的谱，再作傅里叶变换就还原成“光”字，演示了傅里叶变换的乘积定理。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省