快速傅里叶变换fft及其应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第31卷增刊光电工程Vo1．31，Sup2004年12月tO—ElectronicEn~ineerinDec，2004文章编号：1003—501X(2004)Sup一0001—03快速傅里叶变换FFT及其应用杨丽娟’，张白桦2，叶旭桢(1．四川大学物理科学与技术学院，四川成都610064；2．兰州理工大学机电学院，甘肃兰州730050)摘要：利用快速傅里叶变换FFI'将图像信号从空间域转换到频域进行分析，使快速卷积、目标识别等许多算法易于实现；然后根据图像信号的灰度结构特征和频谱分布，用Butterworth带通滤波器和二维维纳滤波器进

2、行滤波处理，去除图像信号中的低频干扰和噪声信号；再利用傅里叶反变换将信号还原。结果显示，处理后的模拟远程高空卫星照片轮廓清晰可见。关键词：快速傅里叶变换；数字图像处理；卫星照片；目标识别中图分类号：TN911．73文献标识码：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吉数字图像处理(Digitalimageprocessing)作为-fq学科可以追溯到20世纪60年代初期。1964年美国喷气推进实验室(JPL)使用计算机对“徘徊者7号”太空飞船发回的四千多张月球照片处理后，使原本模糊不清的图像变得清晰逼真，收到了令人满意的效果’引。此后几年这项技术在空间研究计划中得以继续使用，同时也标志了数字图像处理这门学科的诞生。几十年来，数字图像处理

6、技术向着更深入、更广泛的方向发展，在军事气象、生物医学工程、通讯、遥感等许多领域大显身手，成为现代高技术中一个生机勃勃的研究方向。一般来说，进行图像处理的目的在于提高图像质量，使模糊的图像变得清晰；提取图像的有效特征，以便进行模式识别；通过图像变换和有效编码来压缩其频带或数据，以便传输和存储。对图像进行傅里叶变换，是将图像信号变换到频域进行分析，它不仅反映图像的灰度结构特征，而且收稿日期：2004—02—18：收到修改稿日期：2004—06—08作者简介：杨丽(1972一)，女(n族)．南大理人．讲师，博十乍．主要从事介观低维物理的研究。E-mail：yanglijuan874@s0

7、hu、c。m维普资讯http://www.cqvip.com2光电工程第31卷增刊能使快速卷积、目标识别等许多算法易于实现f4】。这种变换域分析广泛使用在各个科学领域，它是简化问题求解的一种技巧，在网像处理中是一种重要有效的分析手段。这可从下列两点看出：1)有些处理方法直接和滤波概念相联系，冈而就需借助傅里叶变换把空间域信号映射到频率域上来分析。2)借用傅里叶变换，可简化计算或作某种特殊应用(如特征提取、数据压缩等)。傅里叶变换的研究与应用已有一百多年历史