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一般我们看到的图像可以表示为函数f(x,y),x和y是空间上的坐标,此时的图像称为空间域图像;经过频域变换后的图像称为频域图像。离散情况下,一维傅里叶变换有如下形式。同时这里还证明了,对原始数据乘以(-1)^x之后,频域结果被中心化。
在二维情况下,则有
因为图像处理中一般有M=N,所以有
我们对一幅图像每个像素点(x,y)乘以(-1)^(x+y),然后进行FFT,得到中心化的频域图像,然后对频域图像进行操作,最后进行傅里叶逆变换,得到处理图像。
在频域上可以方便地进行低通滤波和高通滤波,或者叫模糊化滤波和锐化滤波。设当前的频域图像已经中心化,如果频域图像像素离中心越远,乘以一个小的权值,那么变换回空间域图像,就会发现图像模糊了;反之图像变锐化。常用如下几种滤波器:
1、理想低/高通滤波。如果频域图像像素点离中心超过/小于一定距离D0,那么赋值为0。理想滤波之后产生的空间域图像会伴随着波纹,称为振铃,原因是理想滤波器曲线是阶跃曲线,用傅里叶级数去拟合会产生吉布斯效应引起的震荡。、
2、巴特沃斯滤波器。其公式中n为阶数,控制坡度大小。N=1时有振铃效应,n增大后振铃逐渐减弱。
3、高斯滤波器。效果比较完美。
低通滤波器LPF,其中D0是截止频率,D(u,v)是离中心的距离
高通滤波器HPF = 1 -LPF
带阻滤波器HBR,w是带宽,D0是截止频率,D就是D(u,v)
带通滤波器HBP = 1- HBR
表格略。
陷波器,带阻滤波器中心不在原点的,带有偏移的带阻滤波器。
https://github.com/artzers/NGImageProcessor.git BaseFFTProcessor.py
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原文地址:http://blog.csdn.net/lpsl1882/article/details/51329166