返回首页
当前位置: 主页 > 教育技术学 > 百家观点 >

详解图像中的高频分量与低频分量

时间:2019-11-21 16:59来源:知行网www.zhixing123.cn 编辑:麦田守望者

在网上有一个解释非常形象:将傅里叶变换比作一个玻璃棱镜。棱镜是可以将光分解为不同颜色的物理仪器,每个成分的颜色由波长(或频率)来决定。

傅里叶变换可以看作是数学上的棱镜,将函数基于频率分解为不同的成分。当我们考虑光时,讨论它的光谱或频率谱。同样, 傅立叶变换使我们能通过频率成分来分析一个函数。
 
图像的频率是表征图像中灰度变化剧烈程度的指标,是灰度在平面空间上的梯度。如:大面积的沙漠在图像中是一片灰度变化缓慢的区域,对应的频率值很低;而对于地表属性变换剧烈的边缘区域在图像中是一片灰度变化剧烈的区域,对应的频率值较高。
从纯粹的数学意义上看,傅立叶变换是将一个函数转换为一系列周期函数来处理的。
 
从物理效果看,傅立叶变换是将图像从空间域转换到频率域,傅立叶变换的物理意义是将图像的灰度分布函数变换为图像的频率分布函数,傅立叶逆变换是将图像的频率分布函数变换为灰度分布函数。
 
低频分量(低频信号):代表着图像中亮度或者灰度值变化缓慢的区域,也就是图像中大片平坦的区域,描述了图像的主要部分,是对整幅图像强度的综合度量。
 
高频分量(高频信号):对应着图像变化剧烈的部分,也就是图像的边缘(轮廓)或者噪声以及细节部分。 主要是对图像边缘和轮廓的度量,而人眼对高频分量比较敏感。之所以说噪声也对应着高频分量,是因为图像噪声在大部分情况下都是高频的。
 
图像进行二维傅立叶变换得到频谱图,就是图像梯度的分布图,如下图所示,右图为左图的频谱图。 
注意:频谱图上的各点与图像上各点并不存在一一对应的关系,即使在不移频的情况下也是没有。傅立叶频谱图上我们看到的明暗不一的亮点,实际是上图像上某一点与邻域点差异的强弱,即梯度的大小,也即该点的频率的大小(可以这么理解,图像中的低频部分指低梯度的点,高频部分相反)。
 
傅立叶变换以前,图像(未压缩的位图)是由对在连续空间(现实空间)上的采样得到一系列点的集合,我们习惯用一个二维矩阵表示空间上各点,则图像可由来表示。由于空间是三维的,图像是二维的,因此空间中物体在另一个维度上的关系就由梯度来表示,这样我们可以通过观察图像得知物体在三维空间中的对应关系。为什么要用梯度?因为实际上对图像进行二维傅立叶变换得到频谱图,就是图像梯度的分布图。
 
从学习图像频率滤波,能看出来,频域上操作的效果比空间域上操作的效果好。但是很难理解为什么要这么做。其实可以这么理解,例如,有一幅含噪声的图像,若对图像进行空间域操作,使用均值滤波,那么噪声未知的像素点会被周围像素点求均值取代,可能效果会比原图好一点,但是这对原有图像的有些信息造成损失(像素取均值)。
 
那么将图像在频率域上进行操作,噪声在频率上反映是高频信息,通过设置相应的滤波器,滤除噪声。然后从频域还原回来。此时图像的有用的信息不会损失。

 

------分隔线----------------------------
标签(Tag):
------分隔线----------------------------
  • 上一篇:详解遥感影像全色、多光谱、高光谱图像
  • 下一篇:没有了
  • 推荐内容
  • AI教育的光明未来与短期阵痛

    这是《即将消失的大学》系列文章的第三部分,同第一、第二、第四部分一样,都在探索美...

  • 人工智能的现状与未来

    人工智能的定义 人工智能最简练最直接的定义就是研究和设计智能体的技术,人工智能的...

  • 人工智能将使中国教育优势荡然无存-钱颖一

    在钱颖一看来,创新人才的教育仅仅靠知识积累是不够的,教育必须超越知识。对于创新人...

  • 为什么课程开发是行动学习?

    我曾比喻课程开发是一次生孩子的过程,讲课程开发的老师最需要成为助产士的角色,所以...

  • 一针见血!从20幅漫画看中国教育的问题

    1、困境 中国教育最大困境其实就在于教育者摁着牛头吃草,一厢情愿地训练牛嘴要张开多...

  • 怎样看待慕课与人工智能教育

    当今,教育的主要矛盾或矛盾的主要方面是优质教育资源供不应求。党的十八大以来,以三...

  • 猜你感兴趣
  • 教育技术学动态
  • 教育技术学论文
  • 理论研究
  • 应用研究
  • 资源收藏
  • 百家观点
  • 英文文献
  • 中国电化教育
  • 电化教育研究
  • 中国远程教育
  • 开放教育研究
  • 现代教育技术
  • 远程教育杂志
  • 现代远距离教育
  • 中国教育信息化
  • 中国信息技术教育
  • 中小学信息技术
  • Flash龙8国际平台入口
  • Photoshop龙8国际平台入口
  • 3DMAX龙8国际平台入口
  • AutoCAD龙8国际平台入口
  • CorelDRAW龙8国际平台入口
  • Matlab龙8国际平台入口
  • 其他龙8国际平台入口
  • .Net龙8国际平台入口
  • Asp龙8国际平台入口
  • Php龙8国际平台入口
  • Jsp龙8国际平台入口
  • Ajax龙8国际平台入口
  • Android教程
  • 其他龙8国际平台入口
  • Word教程
  • Excel教程
  • PowerPoint教程
  • Ubuntu教程
  • 其他教程
  • 课件下载
  • 软件下载
  • 视频教程下载
  • 其他下载
  • 教案大全
  • 试题大全
  • 课件大全
  • 其他大全
  • 人像摄影
  • 风光摄影