傅麗葉變換(一)

2021-08-27 07:18:26 字數 2153 閱讀 1154

傅麗葉變換(二)》

數字影象處理的方法主要分為兩大類:

乙個是空間域處理法(或稱空域法),

乙個是頻域法(或稱變換域法)。

在頻域法處理中最為關鍵的預處理便是變換處理。

目前,在影象處理技術中正交變換被廣泛地運用於影象特徵提取、影象增強、影象復原、影象識別以及影象編碼等處理中。

傅利葉變換是大家所熟知的正交變換。在一維訊號處理中得到了廣泛應用。把這種處理方法推廣到影象處理中是很自然的事。下面從傅麗葉的基本概念講起,再講影象處理中的傅麗葉變換演算法實現。

傅利葉變換在數學中的定義是嚴格的。設f(x)為x的函式,如果滿足下面的狄里赫萊條件:

(1)具有有限個間斷點;

(2)具有有限個極值點;

(3)絕對可積。

則有下列二式成立

式中x是時域變數,u為頻率變數。

如令

通常把以上公式稱為傅利葉變換對。

函式f(x)的傅利葉變換一般是乙個複數,它可以由式(5)表示

或寫成指數形式

把|f(x)|叫做f(x)的傅利葉譜,而

(1)只要滿足狄里赫萊條件,連續函式就可以進行傅利葉變換,實際上這個條件在工程運用中總是可以滿足的。

(2)連續非週期函式的傅利葉譜是連續的非週期函式,連續的週期函式的傅利葉譜是離散的非週期函式。

傅利葉變換可推廣到二維函式。如果二維函式f(x,y)滿足狄里赫萊條件,那麼將有下面二維付里哀變換對存在:

與一維傅利葉變換類似,二維傅利葉變換的幅度譜和相位譜如下式

式中:f(u,v)是幅度譜;

傅利葉變換有許多重要性質。這些性質為實際運算處理提供了極大的便利。這裡,僅就二維傅利葉變換為例列出其主要的幾個性質。

這個性質說明乙個二維傅利葉變換可用二次一維傅利葉變換來實現。

傅利葉變換是線性運算元,即

如果f(u,v)是f(x,y)的傅利葉變換,f*(-u,-v)是f(-x,-y)傅利葉變換的共軛函式,那麼

f(u,v)=f*(-u,-v)

如果空間域函式旋轉的角度為

如果f(u,v)是f(x,y)的傅利葉變換。a和b分別為兩個標量,那麼

這個性質也可稱為能量保持定理。如果f(u,v)是f(x,y)的傅利葉變換,那麼有下式成立

這個性質說明變換前後並不損失能量

如果,f(x),g(x)為兩個一維時域函式;f(x,y)和g(x,y)為兩個二維空域函式,那麼,定義下二式為相關函式

由以上定義可引出傅利葉變換的乙個重要性質。這就是相關定理,即

式中f(u,v)是f(x,y)的傅利葉變換,g(u,v)是g(x,y)的傅利葉變換,g*(u,v)是g(u,v)的共軛,g*(x,y)是g(x,y)的共軛。

如果f(x)和g(x)是一維時域函式,f(x,y)和g(x,y)是二維空域函式,那麼,定義以下二式為卷積函式,即

由此,可得到傅利葉變換的卷積定理如下

式中f(u,v)和g(u,v)分別是f(x)和g(x)的傅利葉變換。

dtft變換的性質 傅利葉變換(一) 傅利葉級數

開的這個坑大概就是寫寫從另乙個視角來看快速離散傅利葉變換fft。oi當中常見的fft的推導方法是從多項式乘法出發,作為多項式乘法的優化演算法出現,關於多項式的相關理論詳見miskcoo大佬的blog從多項式乘法到快速傅利葉變換 miskcoo s space,寫的十分詳細。在這個專題下,將會依次講解...

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