数字图像处理:时域、频域和空间域

时间:2024-02-20 21:02:06

文章参考
韩 昊:https://www.cnblogs.com/h2zZhou/p/8405717.html
M李丽:https://blog.csdn.net/qq_32211827/article/details/78338902
赵越:https://zhuanlan.zhihu.com/p/21298832
关系: 傅里叶变换是实现从空域或时域到频域的转换工具

一、时域

时域(时间域)——自变量是时间,即横轴是时间,纵轴是信号的变化。其动态信号x(t)是描述信号在不同时刻取值的函数。

时域是真实世界,是惟一实际存在的域
从我们出生,我们看到的世界都以时间贯穿,股票的走势、人的身高、汽车的轨迹都会随着时间发生改变。这种以时间作为参照来观察动态世界的方法我们称其为时域分析。

二、频域

频率域(frequency domain。)任何一个波形都可以分解成多个正弦波之和。每个正弦波都有自己的频率和振幅。所以任意一个波形信号有自己的频率和振幅的集合。频率域就是空间域经过傅立叶变换的信号

频域最重要的性质是:它不是真实的,而是一个数学构造。时域是惟一客观存在的域,而频域是一个遵循特定规则的数学范畴。

频域实际上是时域信号进行傅立叶变换的数学结果,使用频域来观察世界的话,你会发现世界是永恒不变的。

时域中的一段音乐:轨迹动态变化着
在这里插入图片描述
频域中的一段音乐:一个一个静止的乐符序列
在这里插入图片描述
从中细化处一个乐符:
在这里插入图片描述
在时域,我们观察到钢琴的琴弦一会上一会下的摆动,就如同一支股票的走势;而在频域,只有那一个永恒的音符

正如:
在这里插入图片描述
正弦波是频域中唯一存在的波形,这是频域中最重要的规则,即正弦波是对频域的描述,因为时域中的任何波形都可用正弦波合成。这是正弦波的一个非常重要的性质。然而,它并不是正弦波的独有特性,还有许多其他的波形也有这样的性质。

三、空间域:图像平面本身,以图像像素直接进行处理为基础

空间域又称图像空间(image space)。由图像像元组成的空间。在图像空间中以长度(距离)为自变量直接对像元值进行处理称为空间域处理。

空间域(spatial domain)也叫空域,即所说的像素域,在空域的处理就是在像素级的处理,如在像素级的图像叠加。通过傅立叶变换后,得到的是图像的频谱。表示图像的能量梯度。