深入浅出傅里叶变换:从信号分解到视觉重构
[TOC] 深入浅出傅里叶变换:从信号分解到视觉重构 “如果不了解傅里叶变换,你就无法真正理解现代电子文明。” 这句话一点都不夸张。从我们听的 MP3 音乐,到看的 JPEG 图片,再到使用的 5G 网络,甚至是你刚才按下的键盘信号处理,背后都站着傅里叶变换(Fourier Transform, FT)这个巨人。 本文将跳出枯燥的公式推导,从直观理解出发,结合Python 代码实战,带你领略图像处理中频域的魅力。 一、 核心直觉:两个世界的桥梁1.1 时域 vs 频域我们的世界大部分时间是以时域(Time Domain)展现的: 声音:空气压强随时间的变化。 图像:像素亮度随空间位置的变化。 傅里叶变换告诉我们:任何连续的周期信号,都可以由一组不同频率、不同振幅、不同相位的正弦波(或余弦波)叠加而成。 这就像是一个棱镜,把混合在一起的“白光”(时域信号),分解成了清晰的“七色光谱”(频域信号)。 1.2 数学直觉:欧拉公式与旋转的圆核心公式: F(\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t) e^{-i\omega t} dt这里的...