五荒叶、正交變換

  • 正交變換基本概念
  • 離散傅里葉變換
  • 其他正交變換

將空域中的圖像變換到變換域

ps://TODO 這一章并沒有理解豪筝,理論有點(diǎn)抽象惋嚎,需要后續(xù)逐漸提高認(rèn)識


正交變換的基本概念

圖像是許多點(diǎn)沖激函數(shù)的累加(轉(zhuǎn)換到空間的信號處理問題)杠氢,圖像通過系統(tǒng)的效果就是每一點(diǎn)沖激函數(shù)通過系統(tǒng)的響應(yīng)之和。(通常數(shù)字圖像被認(rèn)為是一個空間線性系統(tǒng))另伍,這里聯(lián)系線性系統(tǒng)的知識來理解鼻百。

任何圖像都可以分解成基圖像之和,這些基圖像是相互正交的摆尝,圖像變換的本質(zhì)是尋找合適的基圖像來表達(dá)圖像温艇。

三類變換

  • 正弦/余弦變換
  • 方波型變換
  • 基于特征向量的變換

1.一維正交變換

線性變換:F=Tf,這里T為變換矩陣,N*N堕汞,f為N*1的原向量勺爱,那么這里就是對向量f的一個線性變換,變換后的結(jié)果是F讯检。如圖一所示

圖片.png

g(x,u)為正變換核琐鲁,矩陣T為變換的核矩陣,變換矩陣人灼。

同理也可以做逆變換f=T(-1)F围段,顯然TT(-1)=E(或者I)

酉變換:T的逆變換等于其復(fù)共軛的轉(zhuǎn)置時,該線性變換為酉變換投放。

正交變換:若T為師叔編號奈泪,則稱酉變換為正交變換。(實(shí)數(shù)的復(fù)共軛任然是實(shí)數(shù)本身),此時段磨,T的逆=T的轉(zhuǎn)置取逾,T*T的轉(zhuǎn)置=E

此時,正交變換T的每一列稱為該正交變換的正交基苹支。此時砾隅,這些基向量正交,乘積為0.

完備性:如圖二

圖片.png

2.二維正交變換

二維離散線性變換:圖三

圖片.png

可分離變換核:上圖中债蜜,若核函數(shù)中x和y是無關(guān)的晴埂,那么可以寫成分離的形式,使得二維變換可分步計(jì)算寻定,每一步做一個一維變換儒洛。如圖四所示
圖片.png

離散傅里葉變換

一種經(jīng)典的正余弦正交變換,建立起空域和頻域的聯(lián)系狼速。

1.連續(xù)傅里葉變換

  • 一維:如圖5
    圖片.png
  • 二維:如圖6
    圖片.png

2.離散傅里葉變換

  • 一維:如圖7
    圖片.png
  • 二維:如圖8
    圖片.png

意義:跟一維信號處理一樣琅锻,傅里葉變化,把圖像從“空域”變?yōu)椤邦l率”向胡。對于一幅圖像恼蓬,高頻部分代表了圖像的細(xì)節(jié)、紋理信息僵芹;低頻部分代表了圖像的輪廓信息处硬。如果對一幅精細(xì)的圖像使用低通濾波器,那么濾波后的結(jié)果就剩下了輪廓了拇派。這與信號處理的基本思想是相通的荷辕。如果圖像受到的噪聲恰好位于某個特定的“頻率”范圍內(nèi),則可以通過濾波器來恢復(fù)原來的圖像件豌。


其他正交變換

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