频率域的基本概念

作者&投稿:花岩 2024-06-30
空间域与频率域的区别

你是指在图像处理技术上的空间域和空间频率域吧?二者可以通过傅里叶变换,因为在频率域就是一些特性比较突出,容易处理。比如在空间图像里不好找出噪声的模式,如果变换到频率域,则比较好找出噪声的模式,并能更容易的处理。具体名词解释如下:

空间域 英文: spatial domain。 释文: 又称图像空间(image space)。由图像像元组成的空间。在图像空间中以长度(距离)为自变量直接对像元值进行处理称为空间域处理。

空间频率域。 英文: spatial frequency domain。 释文: 以空间频率(即波数)为自变量描述图像的特征,可以将一幅图像像元值在空间上的变化分解为具有不同振幅、空间频率和相位的简振函数的线性叠加,图像中各种空间频率成分的组成和分布称为空间频谱。这种对图像的空间频率特征进行分解、处理和分析称为空间频率域处理或波数域处理。

二者关系:
空间域与空间频率域可互相转换。在空间频率域中可以引用已经很成熟的频率域技术,处理的一般步骤为:①对图像施行二维离散傅立叶变换或小波变换,将图像由图像空间转换到频域空间。②在空间频率域中对图像的频谱作分析处理,以改变图像的频率特征。即设计不同的数字滤波器,对图像的频谱进行滤波。频率域处理主要用于与图像空间频率有关的处理中。如图像恢复、图像重建、辐射变换、边缘增强、图像锐化、图像平滑、噪声压制、频谱分析、纹理分析等处理和分析中。须注意,空间频率(波数)的单位为米 -l或(毫米)-1等。

频率 指的是空域中像素值 变化 的快慢的程度。
举个简单的例子,假定我们只考虑RGB中的R,我们的图像是一维的,共有2^n个像素,这样,
低频就对应着这2^n个像素,编号从0到2^n-1,的R颜色值变化的比较慢,即把R作为像素位置的函数画图,图像的波动比较小。
高频就对应着这2^n个像素,编号从0到2^n-1,的R颜色值变化的比较快,即把R作为像素位置的函数画图,图像的波动比较大。
低频的极端例子就是所有像素从0到2^n-1,的颜色值都是一个数,比如R=128全程。这样图像就是一条直线,没有一点波动,频率为0.
高频的极端例子就是所有像素从0到2^n-1,每相邻两点的颜色值都不相同,比如R=0对于所有的奇数像素,而.R=255对于所有的偶数像素,这样周期就是2个像素,频率为2^(n-1)。注意频率只和变化的次数有关,而不是幅度,如果R=1对于所有的偶数像素,频率仍为2^(n-1)。

所以,频率 衡量的是变化的“快慢”程度。这个“快慢”可以是相对于时间,或相对于空间,取决于问题所定义的度量空间。

我们看到的世界都以时间贯穿,股票的走势、人的身高、汽车的轨迹都会随着时间发生改变。这种以时间作为参照来观察动态世界的方法我们称其为时域分析。而我们也想当然的认为,世间万物都在随着时间不停的改变,并且永远不会静止下来。但如果用另一种方法来观察世界的话,你会发现世界是永恒不变的,这个静止的世界就叫做频域。
举个例子,我们认为音乐是一个随着时间变化的震动。但是如果站在频域的角度上来讲,音乐是一个随着频率变化的震动,这样我们站在时间域的角度去观察你会发现音乐是静止的。同理,如果我们站在时间域的角度观察频率域的世界,就会发现世界是静止的,世界是永恒的,这是因为在频率域是没有时间的概念的,那么也就没有了随着时间变化着的世界了。




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