图像傅里叶变换的理解

如何通俗理解傅里叶变换,请参考文章【傅里叶分析之掐死教程】
不知道各位同学看过之后,是否头脑清晰?!
没看太明白也没关系,记住一句话:任何信号都可以表示成一系列正弦信号的叠加!


图像可以看做是二维平面波的叠加,不同点处的灰度值高低起伏变化。傅里叶变换是将图像信息从空间域变换到频域,就是用无数二维正弦波来拟合这种灰度值的起伏变化,灰度值的起伏变化平缓的地方,很低频的二维正弦波即可拟合,灰度值的起伏变化很大的地方(比如图像边缘、噪点等),则需要高频二维正弦波才能拟合。


傅里叶变换的数学公式确实看着令人头疼,那么我们我只通过结果去分析它的一些性质和应用。

原图 频谱图(中心对数化)
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从结果图中可以看出:

  • 明亮线和原始图中对应的轮廓线是垂直的
  • 原图中存在圆形轮廓,则幅度谱也是呈圆形分布的
  • 图像的平移并不会影响图像的频谱
  • 幅度谱中明亮线反映除了原图中灰度的变化(轮廓边)
原图 频谱图
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从图中可以看到,大圆经傅里叶变换后,其圆环小;而小圆变换后,其圆环大。这是因为越尖锐,变换越剧烈的信号总包含着更多的频率成分。


傅里叶变换的应用

  • 提取轮廓

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  • 去纹理
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在频谱图中:

  • 中间最亮的点是最低频率,属于直流分量(DC分量)
  • 越往边外走,频率越高。所以,频谱图中的四个角和X,Y轴的尽头都是高频
  • 可以通过抑制特定频率的信号,实现滤波

更多的图像傅里叶变换的频谱图中每个点的理解,可以参考:如何理解 图像傅里叶变换的频谱图,本文主要讲解了傅里叶的应用。

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