床長人工智慧教程——數字圖像處理之二維圖像的傅立葉變換

2020-12-04 壞習慣的減少

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信號變化越快,說明頻率越大,信號變化越慢,說明頻率越小。

這裡的頻率不一定是通常意義上的頻率,通常的頻率是指周期的倒數,我們把通常意義上的頻率叫時間頻率。

廣義上的頻率是指變化的快慢,比如片來說,從這個像素到另外一個像素的灰度值差距比較大,那麼頻率就比較高。

對於灰度來說,先說它是怎麼來的,我們真實的像,比如一本書的封面,海報這些像都是連續像模擬像,當我們在計算機中看到的像就是數字像了,從連續像到數字像有個過程,分別是抽樣量化編碼也就是轉換過程。

抽樣過程是每隔一段距離抽取一個像素點,每次抽樣的距離就是採樣頻率,採樣頻率越高,採樣點就越多,由這些採樣點構成的像就更接近於真實像。

採樣頻率越高,也就是說解析度越高,採樣頻率直接影響解析度。

但是連續像本身是有噪聲的,模擬像的噪聲是由於光學反射和折射產生的,現在我們研究的是數字像,所以先不研究模擬像的噪聲。

量化過程是將採樣點分成好幾個不同的等級,將連續的灰度轉換為離散的灰度,用來表示不同的灰度層次。

編碼過程是將每個採樣點用二進位比特數來存儲到計算機裡面,換句話說,對於灰度像,暗,較暗,很暗,亮,很亮怎麼表示,也就是說一個像素可以用,,來存儲,比如,表示亮,表示暗,那麼這個像只有兩種級別的亮度,此時的像也叫二值像當採用編碼的時候,灰度級從到共的次方共種灰度級。

如果是來存儲的話,就會有中灰度級。

對於彩色像,只談像,像是由紅色,綠色,藍色三個通道來合成的一種像,單純的看每一個通道都是和灰色像是一樣的。

常見的也是單通道採用編碼,每個通道的值是共個級別。

三種通道結合,總共的彩色種類一共種。

像的基礎知識

像會表示成一個實數矩陣,,也稱為是像在那個像素的灰度或者是亮度,對於類型的是黑白,對於類型是黑,是白

像常見的數字形式編碼位柵格和矢量

幾個結論

傅立葉變換的幅值稱為傅立葉譜或頻譜。

的零值位置與盒狀函數的寬度成反比。

卷積定理空間域兩個函數的卷積的傅立葉變換等於兩個函數的傅立葉變換在頻率域中的乘積。

採樣定理如果以超過函數最高頻率的兩倍的取樣率來獲得樣本,連續的帶限函數可以完全地從它的樣本集來恢復。

嚴重的混淆甚至會產生完全的誤解效果。

變化最慢的頻率分量與像的平均灰度成正比。

直流項決定像的平均灰度。

零平均表示存在負灰度,此時像不是原像的真實描述,因為所有負灰度為顯示目的的都被修剪過。

對高通濾波器加一個小常數不會影響尖銳性,但是它的確能防止直流項的消除,並保留色調。

在頻譜中,中心部分坐標系中點,附近表示原像中的低頻部分。

如果原始像具有十分明顯的規律,例如將一個簡單樣有規律的平移並填滿整個形,那麼其頻譜一般表現為坐標原點周圍的一圈亮點。

將一張灰度像反相,其頻譜的樣式不變。

個人理解反相只是將黑白顛倒,但並不改變灰度變化處的對比度

如果頻譜中暗的點數更多,那麼實際像是比較柔和的因為各點與鄰域差異都不大,梯度相對較小反之,如果頻譜中亮的點數多,那麼實際像一定是尖銳的邊界分明且邊界兩邊像素差異較大的。

高頻分量解釋信號的突變部分,而低頻分量決定信號的整體形象。

如果輸入二維像數據,則顯示的像是輸入的灰度分布,傅立葉頻譜是輸入的頻率分布,頻譜中心對稱像頻譜即二維頻譜通過對原像進行水平和豎直兩個方向的所有掃描線處一維傅立葉變換的疊加得到頻譜中以中心為圓心,圓的相位對應原中頻率分量的相位,半徑對應頻率高低,低頻半徑小,高頻半徑大,中心為直流分量,某點亮度對應該頻率能量高低。。。。

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