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DIP-2-频率域滤波

  • 关于一些 让我自己觉得我自己就是个智障QAQ的东西 瞎几把乱写的通俗理解
  • 任何周期函数,都可以看作 不同振幅、不同相位正弦波的叠加
  • 滤波:从某条曲线中去除一些特定的频率成分
  • 频率分量:不同频率的正弦波

    • 将角频率为ω0的正弦波cos(ω0)看作基础,那么频域的基本单元就是ω0
  • cos(0t)也就是一条直线,可以理解成一个周期长的正弦波

    • 所以在频率域,0频率 称为 直流分量
  • 频域的基本单元也可以理解为一个始终在旋转的圆
  • 简单说就是如果从时间域分析信号时,时间是横坐标振幅是纵坐标。而在频率域分析的时候则是频率是横坐标振幅是纵坐标
  • 频域图像,也就是俗称的频谱

  • 空间域就是你看到的一个个像素。频率域就是空间域经过傅立叶变换的信号

  • 在 图像处理中,频域反应了图像在空域灰度变化剧烈程度,也就是图像灰度的变化速度,也就是图像的梯度大小。对图像而言,图像的边缘部分是突变部分,变化较 快,因此反应在频域上是高频分量;图像的噪声大部分情况下是高频部分;图像平缓变化部分则为低频分量。也就是说,傅立叶变换提供另外一个角度来观察图像, 可以将图像从灰度分布转化到频率分布上来观察图像的特征。书面一点说就是,傅里叶变换提供了一条从空域到频率自由转换的途径。

  • 二维傅里叶变换就是 将一个图像分解称若干个复平面波之和

二维连续傅里叶变换的公式:

图像f每个不同频率的不同方向的复平面波做内积

给定一幅图像f, 能够算出每个平面波在图像中的成分是多少

也就说,求这个图像 ,在基上的投影

  • 傅里叶谱的每个位置存储的数代表了所在位置复平面波 在图像中的成分占多数,
  • 每个位置存储的数* 该位置所代表的平面波求和得到原来的图像

已知一幅图像f(x,y), 二维离散傅里叶变换公式,一对uv值对应了基底的一种形式,也就是对应了一个对应频率下的复平面波,那么F(u,v)的模就可以用来在这个频率下的复平面波对图像的影响,可以把它看作一个权重,表示该频率对图像的贡献程度,傅里叶谱

  • 傅里叶谱,中间部分代表低频,四周代表高频
  • 不同的频率有不同的幅度,

    • 如果谱中 ,亮度越高 ,意味着频幅越大,亮度越按,意味着频幅越小
    • 而这个频幅,又代表这对应的该频率对原图像的影响程度
      • 一幅图像分解成 若干个 不同频率的复平面波之和,这个之和 应该是带权相加,而那个频幅就相当于这个权
  • 频谱图中的每一个点都与空域中的整幅图像相关,相当于每一个点都代表一个用于表示原图的波或者频率;这个点越亮,代表着用于表示原图的那个频率占比越重

  • 频域是一个全局的概念。低频高频,都是对于整幅图片而言的。低频幅度大 是因为图片大部分区域都是缓慢变化的,而锐利的边缘则非常稀疏(即高频幅度小)
  • 频谱上的点与空域上的点不是一一对应的。频谱上每一点都与空域所有点有关,反之,空域每一点都与频谱上所有点有关。这可以从傅里叶变换的公式直观看出来。