Monday, April 3, 2017

fourier wraparound error

DFT是将一个有限的采样序列(无论是否周期)变化成为一个无线延拓的,周期的频率序列。

用盒状函数举例:

在频域:一个盒状函数(size n)

进行IDFT之后得到周期为N的无限延展的sinc函数。

同理,

一个频域一维图像(size=n),IDFT之后也是一个周期为N的无限延展的函数。

频域滤波等同于盒状函数和该一维图像的相乘
由卷积定理,该滤波也等同于在时域的两个周期函数的卷积
这一卷积结果也是周期的(周期也为N)
所以,当周期N小于完整卷积所需的最小尺寸P时,所得的结果是存在error的,这一error就称为wraparound error.

解决这一问题的方法是对两个时域的周期为N的函数进行周期的延拓(零填充),使得size = P,其中P = 2N-1。通常会取偶数,即P = 2N。

简单说:
频域的filter和图像都是有限size的
经过IDFT之后变为无限延陀且周期的
这样两个无限的且周期的信号作卷积时,如果周期不够长,则卷积不完全
形成缠绕错误



实际处理中:
对图像延拓至size =P (二维下P*Q),然后直接构造一个等尺寸的频域滤波器,两者直接相乘。

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