2 0關於傅利葉變換的個人看法

2021-07-10 13:26:24 字數 2493 閱讀 7959

這份檔案才有點明白,現在自己寫寫自己的理解。

我是學數學出生的,第一次接觸傅利葉變換的理解:有些週期性函式可以使用三角函式表示出來,也就是使用sin和cos函式可以表達一些週期性函式。

那麼傅利葉變換為什麼可以這麼實用,我從數學角度來講述這個問題。

在影象處理中,我們面對的都是圖中的乙個個畫素點,整幅圖可以看做乙個離散化的函式(定義域是位置,值域是顏色,我們所看到的就是乙個矩陣),前面的傅利葉變換應用於離散週期函式變換是永遠成立的。從數學角度出發,傅利葉變換是將乙個函式變成另外乙個函式,而且這個過程是可逆的,將原影象函式變成另外一幅影象(定義域是位置,值域是顏色),我們會發現變換後的影象複雜度大大降低,換句話說變換後的影象基本看不出什麼資訊,大部分影象都是一樣的,只有少部分是有點亮光,還可以從矩陣(影象也就是矩陣)角度來解釋,下面是原矩陣,,

,,,,

,這是乙個8x8矩陣,使用余弦變換(傅利葉變換的一種變形)後得

354     22      70      -152    66      -10     -124    -232

0       0       0       0       0       0       0       0

0       0       0       0       0       0       0       0

0       0       0       0       0       0       0       0

0       0       0       0       0       0       0       0

0       0       0       0       0       0       0       0

0       0       0       0       0       0       0       0

0       0       0       0       0       0       0       0

這兩個矩陣一對比,你會發現後者只有第一行有資料,後面統統沒有資料,那麼進行壓縮儲存所佔空間將大大降低

除此之外,我們還可以使用反余弦變換進行恢復,恢復後的矩陣為

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     232     123     145     156     211

發現兩個矩陣一模一樣,其實在這個過程中會損失一點資料的,這次未損失主要是因為我舉的矩陣太過特殊,比如下面(原矩陣),,

,,,,

,經過余弦變換,再反余弦變換後得

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     233     123     145     156    210

156     222     133     232     123     145     156     211

156     222     133     232     123     144     156     211

156     222     133     232     123     104     156     211

156     222     133    231     123     145     156     211

156     222     133     232     123     145     156     211

156     223     133     232     123     145     156     211

對比兩個矩陣,你會發現有一點差別,但是差別並不大,相比於能夠壓縮所佔空間大小,這點損失是可以接受的。

再進一步觀察第一次變換之後的矩陣,你發現除了第一行有資料外,後面的資料就是0,這傅利葉變換具有的特點,在變換函式越往前值越大,越往後值越小,而且經過人們實驗發現往後的資料一般是原影象中噪音部分(白點),如果在進行傅利葉變換後取出往後部分資料,那麼對原影象有一定的去噪作用,這就是傅利葉變換的另外乙個用途。

希望對大家有一點小小的幫助,我將繼續努力。

關於傅利葉變換

前幾日看窄帶訊號的music演算法,發現訊號的表示都是在複數域上的。一般來說,我們能夠測量到的訊號都是實數訊號,這就涉及到怎麼把實數訊號轉換為複數表示,以及轉換前後的訊號之間的內在關係。於是就看到了訊號的復包絡表示,希爾伯特變換等等。這其中就涉及到乙個訊號如何表示基本問題。裡面涉及到傅利葉變換的很多...

傅利葉變換個人理解

對於週期訊號而言,在進行頻譜分析時可以利用傅利葉變換級數,也可以使用傅利葉變換,傅利葉級數相當於傅利葉變換的一種特殊表達形式。對於非週期訊號,只能使用傅利葉變換。當週期t無限增大時,則週期訊號就轉換成非週期訊號。週期訊號的週期t無限增大時,譜線的間隔w變小,若週期t趨於無窮大,則譜線之間的間隔就是無...

關於FFT快速傅利葉變換

前一段時間荒廢掉了 一直在糾結zkw大牛的數學歸納法的 結果看不懂 一直很糾結fft是怎麼實現的 一直以為fft是很巧妙的利用數論之類的東西做,所以每次看到這方面的資料就蛋疼,因為一般都畫了個座標系,然後就懵了 昨天晚上無聊翻算導看到fft這一章,就把它學了,發現算導有的時候講細一點還是有好處的,至...