Аналіз структурних властивостей зображень

Информация - Компьютеры, программирование

Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование

літуди яких нескінченно малі.

Вираз (12) дозволяє перейти від спектральної щільності до сигналу, а вираз (13) від сигналу до спектральної щільності. Для вирішення різних задач операції над періодичними сигналами часто замінюють операціями над частотними спектрами. Це дає можливість досліджувати властивості сигналів не тільки в часовій області, аналізуючи безпосередньо сигнал , але і в частотній, оперуючи спектральною щільністю.

 

4. Імпульсна і частотна характеристики безперервної системи

 

Імпульсною характеристикою системи називається функція h(x), що являє реакцію системи на вхідний сигнал, заданий дельта-функцією:

 

(14)

 

Знання h(х) дозволяє вирішити будь-яку задачу про проходження детермінованого сигналу через лінійну систему.

Для дослідження лінійних систем у частотній області використовують частотну характеристику H(j). Частотна H(j) і імпульсна h(х) характеристики лінійної системи повязані між собою парою перетворень Фурє:

 

(15)

(16)

Частотна характеристика має просту інтерпретацію вона являє коефіцієнт передачі гармонійного сигналу з частотою із входу лінійної системи на її вихід (рис.9).

 

Рисунок 9 Система в частотній області

 

У загальному випадку H(j) має комплексні значення і повязує спектральні щільності вхідного і вихідного сигналів простою залежністю:

 

. (17)

 

Відповідно до теореми згортки перетворення Фурє від двох згорнутих функцій дорівнює добуткові їхніх фурє-перетворень:

 

(18)

 

Це перемножування в частотній області відповідає фільтрації вхідної функції передатною функцією. Поняття фільтрації в техніці обробки зображень часто застосовується і в просторовій області.

Таким чином, система, поводження якої описане в часовій (просторовій) області, може бути описана і в частотній області (рис. 10).

 

Рисунок 10 Система в частотно-просторовій і просторовій областях

 

Перехід до дискретних систем. Під час обробки зображень функція піддається дискретизації шляхом формування послідовності дискретних відліків . Тому необхідно ввести поняття дискретної системи. У цьому випадку результат перетворень також дискретний, як в просторовій, так і в частотно-просторовій області.

Перехід до дискретного опису може бути зроблений у такий спосіб:

1. Покладемо, що дискретизується растром, при цьому цілочисельні перемінні , що описують дискретні координати в області зображення.

  1. Подамо процес дискретизації символічно:

 

(19)

 

Введемо цілочисельні перемінні, індекси дискретних спектральних компонентів у частотно-просторовій області;

  1. Введене раніше поняття перетворення Фурє можна поширити і на дискретні системи. Тоді дискретне перетворення Фурє (ДПФ) записується як

 

(20)

 

Зворотне ДПФ:

 

(21)

 

Цю відповідність можна позначити символічно:

 

(22)