二維傅里葉變換和反變換的理解


 

以下僅僅是自己的一些理解,有更多想法的同學可以評論告訴我呦~

        傅里葉變換在大學的時候就學過類似的,比如說高數中的傅里葉級數分解,控制工程中的拉普拉斯變換,還有機械工程測試技術中的傅里葉變換,當時學習的時候,是老師告訴自己傅里葉變換把時域轉換到頻率域,為什么會這樣也沒搞明白,學習完第四章后又學習了小波變換,在學第八章圖像壓縮的時候,在P363頁時,終於理解了這個傅里葉變換。

       由傅里葉級數分解可知,一個周期函數可以描述為乘以適當系數的正弦和余弦之和,它的基函數為正余弦函數,公式如下:

 

 

 然后我們再看一下離散傅里葉變換和反變換:

注意觀察式(4.2-16)右側的主體部分,和式(4.2-7)的相似性,這兩個式子就是同一個式子,傅里葉變換F(µ)就是變出來傅里葉分解的系數,把系數和正余弦基函數 ej2πμt 組合在一起

又組成了原函數,式(4.2-6)和式(4.2-17)的表示內容是一致的,積分和求和計算都是一樣的,所以傅里葉正反變換就是一個連續函數的傅里葉分解與合成

 

 

二維傅里葉變換和一維傅里葉變換是一個道理,一維傅里也的基函數是一維正余弦函數,二維傅里葉基函數是二維的正余弦圖像,但是我沒有找到相關的圖像,只能找一個小波變換的基函數圖像(p363)來理解一下

      由這個基函數圖像可以看出,u,v的大值對應的是高頻圖像,二維傅里葉變換F(u,v)就是對應基函數的系數,這些系數與對應基函數圖像之積加起來就是原圖像f(x,y),這一步也就是二維傅里葉反變換

 

可以通過F(u,v)矩陣,如把F(10,20)置為1,其余置0,可得到F(10,20)對應的基函數


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