图像频率、采样定理和抗混叠
空間頻率
以單通道的圖像為例,是一個(gè)二維的像素矩陣,其頻率的單位應(yīng)該是周期/像素(cycles/pixel)。最大頻率的一個(gè)周期應(yīng)該由相鄰的一黑一白兩個(gè)像素構(gòu)成,即fmax=12f_{max} = \frac{1}{2}fmax?=21? cycles/pixel。
采樣定理
圖像是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣得到的離散信號(hào)。
以函數(shù)最高頻率2倍的采樣率得到的樣本,那么連續(xù)帶限函數(shù)就能夠完全由其樣本集合復(fù)原,稱為采樣定理。完全等于或高于最高頻率2倍的采樣率稱為奈奎斯特率。
混疊
時(shí)域(空域)上的離散信號(hào)在頻域上是周期的(時(shí)域連續(xù)信號(hào)在頻域是非周期的,時(shí)域連續(xù)信號(hào)意味著其頻率是確定的),采樣后的離散信號(hào)可以用周期性的更高的頻率采樣得到,這也是頻域周期性和產(chǎn)生混疊的原因。
混疊指的是采樣后不同頻率的信號(hào)變得無(wú)法區(qū)分的現(xiàn)象。一般由小于奈奎斯特率采樣導(dǎo)致。
抗混疊(anti-aliasing)
既然混疊是在低于最高頻率的2倍采樣率下采樣導(dǎo)致的,那么就可以通過(guò)衰減圖像中的高頻分量來(lái)降低混疊效應(yīng)。即在采樣前進(jìn)行抗混疊濾波,一般使用低通濾波器降低高頻分量。
總結(jié)
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