在 MATLAB 中手动 high/low-pass 过滤器

Question

我正在努力寻找我的代码或推理中的错误；我必须手动创建一个 high/lowpass 过滤器来处理频域中的图像。我不允许使用butter()、filter()和其他相关函数。

我想要的最终结果类似于此处显示的结果：link 1, link2。

为了实现这个结果，我创建了以下函数：

function out = hlow2(x,n,mask,u)
% x - input image
% n - mask size
% mask - user-defined mask
% u - user choice: 1 -> high-pass, anything else -> low-pass
a=size(x);
mask=padarray(mask,[floor((a(1)-n)/2) floor((a(2)-n)/2)],'replicate');
mask=padarray(mask,[1 1],'replicate','pre');
% i am padding the mask array in order to make it fit the image and have my
% circle filter attached to the "middle" of the frequency graph.

maskl=logical(mask);
maskh=~mask;
maskl=double(maskl);
maskh=double(maskh);
% here, i created the high and low pass masks from the user-defined mask.

x=fft2(x);

if u==1
    HP=x.*maskh;
    out=ifft(HP);
else
    LP=x.*maskl;
    out=ifft(LP);
end
end

我使用的面具是黑色背景上的白色圆圈。我在以下代码中使用它：

mask=imread('circle.png');
mask=double(mask)/255;
mask=mask(:,:,1);

boat_a=imread('boat.png');
boat_a2=double(boat_a)/255;

c1=hlow2(boat_a2,255,mask,1);
c2=hlow2(boat_a2,255,mask,2);


figure()
imshow(c1)
figure()
imshow(c2)

然而，最终的结果完全不是我所期望的！我检查了图像的频率图，它们看起来很好，圆形滤镜放在了它应该在的地方，但输出图像完全错误。对于高通滤波器，输出图像不变。对于低通，它是完全黑色的。我尝试重写函数几次并尝试使用矩阵相乘的方式，但我的结果不会改变。

我确信我遗漏了什么，但我似乎找不到什么。请，请帮助我。

Answer 1

使用 ifft2 和 fftshift

x=fft2(x);
x=fftshift(x);
if u==1
    P=x.*maskh;
else
    P=x.*maskl;
end
P=fftshift(P);
out=ifft2(P);

另外我认为这是制作中间有圆圈的面具的更简单方法：

[i,j]=size(im');
[x, y] = meshgrid(1:i, 1:j);
r=20;
mask=((x-i/2).^2+(y-j/2).^2)<r^2;

在 MATLAB 中手动 high/low-pass 过滤器

Manual high/low-pass filter in MATLAB

matlab

image-processing

filter

fft

lowpass-filter