Dip-convolution-theorm

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たたみ込み定理

前回のチュートリアルでは、周波数領域の画像について説明しました。 このチュートリアルでは、周波数領域と画像(空間領域)の関係を定義します。

例えば

この例を考えてください。

コンボリューション

周波数領域の同じ画像は次のように表現できます。

コンボリューション

次に、画像または空間領域と周波数領域の関係を説明します。 この関係は、畳み込み定理と呼ばれる定理によって説明できます。

たたみ込み定理

空間領域と周波数領域の関係は、畳み込み定理によって確立できます。

畳み込み定理は次のように表すことができます。

コンボリューション

空間領域での畳み込みは、周波数領域でのフィルタリングと同等であり、その逆も同様であると言えます。

周波数領域でのフィルタリングは、次のように表すことができます。

コンボリューション

フィルタリングの手順を以下に示します。

  • 最初のステップでは、空間領域で画像を処理する前に、コントラストまたは輝度を上げる必要があります。
  • 次に、画像の離散フーリエ変換を行います
  • 次に、コーナーから離散フーリエ変換を中心に配置するため、離散フーリエ変換を中心にします
  • 次に、フィルタリングを適用します。つまり、フーリエ変換にフィルター関数を乗算します
  • その後、再びDFTを中心から角に移動します
  • 最後のステップは、逆離散フーリエ変換を行い、結果を周波数領域から空間領域に戻すことです。
  • そして、後処理のこのステップはオプションであり、前処理と同様に、画像の外観を増やすだけです。

フィルター

周波数領域のフィルターの概念は、畳み込みのマスクの概念と同じです。

画像を周波数領域に変換した後、フィルタリング処理でいくつかのフィルターが適用され、画像に対して異なる種類の処理が実行されます。 処理には、画像のぼかし、画像のシャープ化などが含まれます。

これらの目的のための一般的なタイプのフィルターは次のとおりです。

  • 理想的なハイパスフィルター
  • 理想的なローパスフィルター
  • ガウスハイパスフィルター
  • ガウスローパスフィルター

次のチュートリアルでは、フィルターについて詳しく説明します。