數字圖像處理(第三版,Rafeal C. Gonzalez, Richard E. Woods)--傅里葉變換(頻率域濾波)

濾波器:抑制或最小化某些頻率的波或振盪的裝置或材料
頻率:自變量單位變化期間,一個週期函數重複相同值序列的次數
                                                                                              --韋伯斯特新學院詞典

傅里葉變換基礎

具有周期T的週期函數f(t)f(t)拆解成正餘弦函數和,即傅里葉級數f(t)=n=cnej2πnTtcn=1TT2T2f(t)ej2πnTtn=0,±1,±2,...f(t)=\sum\limits_{n=-\infty}^{\infty}c_ne^{j\frac{2\pi n}{T}t}\\c_n=\frac{1}{T}\int_{-\frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}}f(t)e^{-j\frac{2\pi n}{T}t},n=0,\pm1,\pm2,...
(廣義上的)單位衝擊函數δ(t)={,t=00,t!=0δ(t)dt=1\delta(t)=\begin{cases}\infty,&t=0\\0,&t != 0\end{cases},\int_{-\infty}^{\infty}\delta(t)dt=1具有取樣特性f(t)δ(tt0)dt=f(t0)\int_{-\infty}^{\infty}f(t)\delta(t-t_0)dt=f(t_0)離散衝擊串可以用來採樣:SΔT(t)=n=δ(tnΔT)S_{\Delta T}(t)=\sum\limits_{n=-\infty}^\infty\delta(t-n\Delta T)舉例窗函數:F(ω)=f(t)ejωtdt=W2W2Aejωtdt=Ajω[ejωt]W2W2=Ajω[ejωW2ejωW2]=2Aωsin(ωW2)=AWsin(ωW2)ωW2F(\omega)=\int_{-\infty}^{\infty}f(t)e^{-j\omega t}dt=\int_{-\frac{W}{2}}^{\frac{W}{2}}Ae^{-j\omega t}dt\\=\frac{A}{-j\omega}[e^{-j\omega t}]^{\frac{W}{2}}_{-\frac{W}{2}}=\frac{A}{j\omega}[e^{j\omega \frac{W}{2}}-e^{-j\omega \frac{W}{2}}]\\=\frac{2A}{\omega}sin(\frac{\omega W}{2})=AW\frac{sin(\frac{\omega W}{2})}{\frac{\omega W}{2}}
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