# HomomorphicFiltering

**Repository Path**: saikaisa/HomomorphicFiltering

## Basic Information

- **Project Name**: HomomorphicFiltering
- **Description**: 同态滤波科研训练 HomomorphicFiltering
- **Primary Language**: FORTRAN
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-11-14
- **Last Updated**: 2023-11-14

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# HomomorphicFiltering

同态滤波科研训练



## 处理步骤

1. **读取图像**

   1. 通过 `imread` 函数读取原始图像 `src`，并用 `imshow` 函数将其显示在窗口中
   2. 获取原始图像的行、列数 (`row`, `col`)
   3. 创建一个与原始图像尺寸相同的空白图像 `dst`，用于存储滤波后的结果 (参数 `CV_8UC3`，将图像的数据类型转换为8位无符号整数，3通道)

2. **转换为 YUV 颜色空间**

   1. 使用 `cvtColor` 函数将原始图像从 BGR 颜色空间转换为 YUV 颜色空间 (参数 `COLOR_BGR2YUV`)

   2. 使用 `split` 函数将单个 YUV 图像分离为 3 个单通道图像数组 `yuv[3]`，其中 `yuv[0]` 存储 Y 通道

      > YUV每个通道存储的内容：	Y：亮度		U, V: 色度

3. **对 Y 通道进行同态滤波**

   1. 使用 `convertTo` 函数将 Y 通道图像转换为浮点类型 (`CV_64FC1`)，便于计算获得更好的精度

   2. 对奇数尺寸大小的图像进行边界零填充，因为要进行离散余弦变换，图像的尺寸必须是偶数

   3. 对每个像素点进行对数变换（要加 1，避免 ln0 的出现导致报错，同时最终结果减去 1）

   4. 进行离散余弦变换 (DCT)

      > DCT变换将图像从空间域转换到频域，可以提取图像中的频域特征。

      

   5. **使用高斯同态滤波器进行滤波**

      <center><b>高斯同态滤波器公式：</b></center>

      <center><font size="4">H(u,v) = (γH − γL) [1 − e<sup>-C[D<sup>2</sup>(u,v)/2D<sub>0</sub><sup>2</sup>]</sup>] + γL</font></center>

      <img src="http://pics.saikaisa.top/20230913120257.png"/>

      **D<sub>0</sub>**：滤波半径

      **D(u,v)**：点(x,y)到频谱图中心坐标的距离*（参数好像有点问题，怀疑是中心点坐标有误）*

      **gammaL** (γL)：低频增益，取值在0和1之间

      **gammaH** (γH)：高频增益，需要大于1

      **C**：规定曲线中间的偏斜度*（似乎值越大图像越暗）*

      

   6. 将高斯同态滤波器的响应函数在频率平面的原点设置为1.0，保持图像的整体亮度不受滤波器的影响

   7. 将滤波器应用于DCT变换后的图像，对应像素相乘

   8. 进行逆离散余弦变换 (IDCT)

   9. 指数变换回正常的 Y 通道图像

   10. 将浮点类型的 Y 通道图像转换回8位无符号整型图像 (`CV_8UC1`)

4. **通道合并和图像输出**

   1. 遍历像素，将同态滤波后的 Y 通道复制到一个新的临时 Mat 对象中。目的是确保对原 Y 通道图像的修改不会直接影响到后续的数据处理和内存管理。

      > 通过使用 at 函数，能以像素级别访问图像的像素值

   2. 使用 `merge` 函数将 YUV 通道三个图像，重新合并为一个完整的三通道图像

   3. 将图像从 YUV 颜色空间转换回 BGR 颜色空间  (参数 `COLOR_YUV2BGR`)

   4. 显示处理后的图像