opencv傅里叶变换

关于傅里叶变换的具体原理可以参考下面的文章,写的比较通俗易懂:

傅里叶分析之掐死教程(完整版)更新于2014.06.06 - 知乎 

傅里叶变换的作用

  • 高频:变化剧烈的灰度分量,例如边界

  • 低频:变化缓慢的灰度分量,例如一片大海

滤波

  • 低通滤波器:只保留低频,会使得图像模糊

  • 高通滤波器:只保留高频,会使得图像细节增强

  • opencv中主要就是cv2.dft()和cv2.idft(),输入图像需要先转换成np.float32 格式。
  • 得到的结果中频率为0的部分会在左上角,通常要转换到中心位置,可以通过shift变换来实现。
  • cv2.dft()返回的结果是双通道的(实部,虚部),通常还需要转换成图像格式才能展示(0,255)。
import numpy as np
import cv2
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread('ting.jpg',0)

img_float32 = np.float32(img)#opencv中主要就是cv2.dft()和cv2.idft(),输入图像需要先转换成np.float32 格式

dft = cv2.dft(img_float32, flags = cv2.DFT_COMPLEX_OUTPUT)
dft_shift = np.fft.fftshift(dft)#得到的结果中频率为0的部分会在左上角,通常要转换到中心位置,可以通过shift变换来实现
# 得到灰度图能表示的形式
magnitude_spectrum = 20*np.log(cv2.magnitude(dft_shift[:,:,0],dft_shift[:,:,1]))#cv2.dft()返回的结果是双通道的(实部,虚部),通常还需要转换成图像格式才能展示(0,255)

plt.subplot(121),plt.imshow(img, cmap = 'gray')
plt.title('Input Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(122),plt.imshow(magnitude_spectrum, cmap = 'gray')
plt.title('Magnitude Spectrum'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()

 opencv傅里叶变换_第1张图片

 低通滤波

import numpy as np
import cv2
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread('ting.jpg',0)

img_float32 = np.float32(img)

dft = cv2.dft(img_float32, flags = cv2.DFT_COMPLEX_OUTPUT)
dft_shift = np.fft.fftshift(dft)

rows, cols = img.shape
crow, ccol = int(rows/2) , int(cols/2)     # 中心位置

# 低通滤波
mask = np.zeros((rows, cols, 2), np.uint8)
mask[crow-30:crow+30, ccol-30:ccol+30] = 1

# IDFT
fshift = dft_shift*mask
f_ishift = np.fft.ifftshift(fshift)
img_back = cv2.idft(f_ishift)
img_back = cv2.magnitude(img_back[:,:,0],img_back[:,:,1])

plt.subplot(121),plt.imshow(img, cmap = 'gray')
plt.title('Input Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(122),plt.imshow(img_back, cmap = 'gray')
plt.title('Result'), plt.xticks([]), plt.yticks([])

plt.show()                

opencv傅里叶变换_第2张图片

#改变参数后,对图像的模糊程度产生了一定的影响
mask[crow-100:crow+100, ccol-100:ccol+100] = 1

opencv傅里叶变换_第3张图片

高通滤波

img = cv2.imread('ting.jpg',0)

img_float32 = np.float32(img)

dft = cv2.dft(img_float32, flags = cv2.DFT_COMPLEX_OUTPUT)
dft_shift = np.fft.fftshift(dft)

rows, cols = img.shape
crow, ccol = int(rows/2) , int(cols/2)     # 中心位置

# 高通滤波
mask = np.ones((rows, cols, 2), np.uint8)
mask[crow-30:crow+30, ccol-30:ccol+30] = 0

# IDFT
fshift = dft_shift*mask
f_ishift = np.fft.ifftshift(fshift)
img_back = cv2.idft(f_ishift)
img_back = cv2.magnitude(img_back[:,:,0],img_back[:,:,1])

plt.subplot(121),plt.imshow(img, cmap = 'gray')
plt.title('Input Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(122),plt.imshow(img_back, cmap = 'gray')
plt.title('Result'), plt.xticks([]), plt.yticks([])

plt.show()    

 opencv傅里叶变换_第4张图片

改变参数:

mask[crow-100:crow+100, ccol-100:ccol+100] = 0

opencv傅里叶变换_第5张图片

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