快速傅里葉變換fft及其應(yīng)用

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第31卷增刊光電工程Vo1．31，Sup2004年12月tO—ElectronicEn~ineerinDec，2004文章編號(hào)：1003—501X(2004)Sup一0001—03快速傅里葉變換FFT及其應(yīng)用楊麗娟’，張白樺2，葉旭楨(1．四川大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都610064；2．蘭州理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院，甘肅蘭州730050)摘要：利用快速傅里葉變換FFI'將圖像信號(hào)從空間域轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行分析，使快速卷積、目標(biāo)識(shí)別等許多算法易于實(shí)現(xiàn)；然后根據(jù)圖像信號(hào)的灰度結(jié)構(gòu)特征和頻譜分布，用Butterworth帶通濾波器和二維維納濾波器進(jìn)

2、行濾波處理，去除圖像信號(hào)中的低頻干擾和噪聲信號(hào)；再利用傅里葉反變換將信號(hào)還原。結(jié)果顯示，處理后的模擬遠(yuǎn)程高空衛(wèi)星照片輪廓清晰可見。關(guān)鍵詞：快速傅里葉變換；數(shù)字圖像處理；衛(wèi)星照片；目標(biāo)識(shí)別中圖分類號(hào)：TN911．73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AFastFouriertransformanditsapplicationsYANGLi-juan，ZHANGBai．hua，YEXu．zhen(1．CollegeofPhysicsScienceandTechnology，SichuanUniversity，Chengdu610064，China；2．CollegeofMechanicsandElectric

3、ity，LanzhouUniversityofScienceandTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：AlotofalgorithmssuchasfastconvolutionandtargetsidentificationcanbeeasilyperformedthroughconvertingimagesignalfromspatialdomaintofrequencydomainandbymeansofFastFourierTransform(FFr)．Filteringprocessingforeliminatinglow—freq

4、uencydisturbanceandnoisesignaliscardedoutbyButterworthbandpassfilterand2一DWienerfilteraccordingtograyscalestructuralbehaviorandspectrumdistributionoftheimagesigna1．ThesignalcanberestoredbyFourierinversion．Theresultsshowthatafterprocessingthephotoofthesimulatedremotehigh—altitudesecondaryplanetc

5、anbeseenclearly．Keywords：FastFouriertransforms；Digitalimageprocessing；Satellitephoto；Targetrecognition己JIl吉數(shù)字圖像處理(Digitalimageprocessing)作為-fq學(xué)科可以追溯到20世紀(jì)60年代初期。1964年美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)使用計(jì)算機(jī)對(duì)“徘徊者7號(hào)”太空飛船發(fā)回的四千多張?jiān)虑蛘掌幚砗?，使原本模糊不清的圖像變得清晰逼真，收到了令人滿意的效果’引。此后幾年這項(xiàng)技術(shù)在空間研究計(jì)劃中得以繼續(xù)使用，同時(shí)也標(biāo)志了數(shù)字圖像處理這門學(xué)科的誕生。幾十年來，數(shù)字圖像處理

6、技術(shù)向著更深入、更廣泛的方向發(fā)展，在軍事氣象、生物醫(yī)學(xué)工程、通訊、遙感等許多領(lǐng)域大顯身手，成為現(xiàn)代高技術(shù)中一個(gè)生機(jī)勃勃的研究方向。一般來說，進(jìn)行圖像處理的目的在于提高圖像質(zhì)量，使模糊的圖像變得清晰；提取圖像的有效特征，以便進(jìn)行模式識(shí)別；通過圖像變換和有效編碼來壓縮其頻帶或數(shù)據(jù)，以便傳輸和存儲(chǔ)。對(duì)圖像進(jìn)行傅里葉變換，是將圖像信號(hào)變換到頻域進(jìn)行分析，它不僅反映圖像的灰度結(jié)構(gòu)特征，而且收稿日期：2004—02—18：收到修改稿日期：2004—06—08作者簡(jiǎn)介：楊麗(1972一)，女(n族)．南大理人．講師，博十乍．主要從事介觀低維物理的研究。E-mail：yanglijuan874@s0

7、hu、c。m維普資訊http://www.cqvip.com2光電工程第31卷增刊能使快速卷積、目標(biāo)識(shí)別等許多算法易于實(shí)現(xiàn)f4】。這種變換域分析廣泛使用在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域，它是簡(jiǎn)化問題求解的一種技巧，在網(wǎng)像處理中是一種重要有效的分析手段。這可從下列兩點(diǎn)看出：1)有些處理方法直接和濾波概念相聯(lián)系，岡而就需借助傅里葉變換把空間域信號(hào)映射到頻率域上來分析。2)借用傅里葉變換，可簡(jiǎn)化計(jì)算或作某種特殊應(yīng)用(如特征提取、數(shù)據(jù)壓縮等)。傅里葉變換的研究與應(yīng)用已有一百多年歷史