二維離散序列的奇偶性 以sobel運算元為例

2021-07-03 20:57:56 字數 1454 閱讀 7430

前言:該篇文章的內容是解釋岡薩雷斯《數字影象處理》第三版中p150頁,4.6節中中的例4.10,目的是了解二維離散序列的奇偶性。文章分為三段,第一段是分析一維連續函式的奇偶性,第二段是分析一維離散序列的奇偶性,並通過兩個例項驗證,第三段是本文重點,解釋二維離散序列例子奇偶性的原因

第一段,分析一維連續函式下的奇偶性。在一維情況下,在自變數x的定義域是對稱的情況下,若函式f(x) = f(-x),則函式f(x)為偶函式;若函式f(x) = -f(-x),則函式f(x)為奇函式。從幾何上來說,偶函式的曲線是關於x軸對稱,奇函式的曲線是關於原點對稱。

第二段,分析一維離散序列的奇偶性。文中所述的離散序列是指,自變數x不再連續,而是為離散的整數點,比如:0,1,2,3就是乙個長度為4的離散序列。該序列分別對應的函式值為f(0),f(1),f(2),f(3)。討論離散序列的奇偶性時,相比連續變數,有乙個很大的不同就是只討論單個完整週期。其次,在單個週期的情況下,偶序列要滿足f(x) = f(m-x)。奇序列要滿足f(x) = -f(m-x),而且奇序列中f(0)=0;

下面,列舉兩個例子來說明。

第一例:假設週期m=4,離散序列分別為=,我們用f(x) = f(m-x)檢查是否為偶序列。

第一步,檢查f(0) 的值。f(0) = f(4-0)=f(4) ,但是我們的序列中沒有出現f(4),這意味著,f(4)是下乙個週期的開頭乙個值,f(0)是本週期的開頭乙個值,所以只要保證每個週期開頭的值都相等即可。故f(0) 可以為任意值,對其沒有限制;第二步,依次檢查該週期中其他離散值是否滿足要求。f(1) = f(4-1)=f(3),要求f(1)必須等於f(3);f(2) = f(4-2);f(3) = f(4-3); 序列滿足以上條件,所以為偶序列。

第二例:假設週期m=4,離散序列分別為=,我們用f(x) = -f(m-x)檢查是否為偶序列。

第一步,檢查f(0) 的值。f(0)=0,滿足條件;第二步,依次檢查該週期中其他離散值是否滿足要求f(1) = -f(4-1)=-f(3);f(2) = -f(4-1)=-f(2),即f(2)等於0; f(3) = -f(4-3)=-f(1); 序列滿足以上條件,所以為奇序列。

第三段,現在進入本文的重點,如下二維離散序列是奇序列,分析其原因0

1234

5000

0000

0000

000-1

0100

0-202

000-1

0100

0000

0 第一步,一維離散奇序列需滿足f(0) =0,二維離散奇序列需滿足f(0,v) =f(u,0)=0,即第一行和第一列為零。

第二步,對於任意點f(x,y) =-f(m-x,n-y),m代表行數,n代表列數。從幾何上理解就是,把該序列左上角的f(0,0)置於座標原點,第一行位於x軸,第一列位於y軸,均為零。該週期的其他點的對稱中心在f(3,3)位置。

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