Was ist Fourier-Bildverarbeitung?
Die Fourier-Bildverarbeitung zerlegt ein Bild typischerweise, indem jede Komponente so dargestellt wird, als ob sie Teil einer Frequenz wäre. Punkte auf dem Bild werden im Allgemeinen durch ihre Spalten- und Zeilenplatzierung identifiziert, während die mathematische Verarbeitung typischerweise basierend auf einer grafischen Frequenzwelle durchgeführt wird. Die physischen Positionen von Bildteilen sind normalerweise die Eingabe. Für die Ausgabe werden von Computern häufig Bildverarbeitungsalgorithmen namens Fourier-Transformationen zur Bildanalyse, Filterung, Komprimierung und Rekonstruktion verwendet. Diese Operationen bei der Fourier-Bildverarbeitung werden typischerweise unter Verwendung einer Reihe von mathematischen Formeln ausgeführt.
Vertikale oder Auf- und Abwärts- und horizontale Positionen, die sich überqueren, werden im Allgemeinen numerisch berücksichtigt. Bildverarbeitungsalgorithmen können verwendet werden, um die vertikalen Spalten und horizontalen Zeilen in äquivalente Darstellungen jedes Bildabschnitts zu transformieren. Einige Teile eines Bildes werden bei niedrigen Frequenzen dargestellt, während andere Hochfrequenzmustern entsprechen; Beispielsweise kann ein anderes Bild eines Mikroskopschaltkreises formuliert werden, um die Größe, Phase oder einen anderen Aspekt der Frequenzen anzuzeigen. Die Größe in der Fourier-Bildverarbeitung definiert im Allgemeinen, wie viel von einer bestimmten Frequenz vorhanden ist, während die Position jedes Typs durch die Phase angezeigt werden kann.
Ob ein Bild klar oder verschwommen ist, kann die resultierende Darstellung nach der Fourier-Bildverarbeitung beeinflussen. Kanten in einem Bild wirken sich häufig auch auf die Muster aus, während Formen wie Buchstaben manchmal charakteristische Muster mit Bildfilterung anzeigen. Ein Bild mit vielen Objekten derselben Form und Größe kann ein symmetrisches Muster bilden, während weniger symmetrische Objekte dazu neigen, bei der Fourier-Bildverarbeitung eine weniger definierte Struktur zu erzeugen.
Techniken, die mit dieser Art von Bildverarbeitungstechnologie verwandt sind, umfassen optische Beugung. Es ist eine übliche Fourier-Bildverarbeitungstechnik und ist oft der Beginn der Analyse und Verarbeitung von Bildern. Optische Beugung wurde manchmal verwendet, um beispielsweise Strukturinformationen in biologischen Proben zu analysieren. Der Prozess beinhaltet typischerweise die Verwendung eines Lasers und eines Instruments, das als optisches Diffraktometer in einem wissenschaftlichen Labor bezeichnet wird. Verwandte Bildverarbeitungsanwendungen können visuelle Inspektion von Fotos von Mikroskopen, Kristallanalyse und dreidimensionale Rekonstruktion umfassen.
Optische Filterung ist eine andere Form der Fourier-Bildverarbeitung, die typischerweise für Bilder mit Elementen durchgeführt wird, die durch gerade Linien geteilt werden können, um identische Komponenten zu erzeugen. Störungen, die als Rauschen bezeichnet werden, können aus den Bildern entfernt werden, um die Mikroskopbilder klarer zu machen. Die Fourier-Bildverarbeitung wird auch häufig bei bewegten Bildern mit bis zu 30 Bildern pro Sekunde angewendet. Die Zeit, die zum Abschließen einer solchen Verarbeitung benötigt wird, hängt in der Regel von der Geschwindigkeit des Computers ab.