@T浅谈傅里叶变化的应用OC 傅里叶变化对于很多功课生来说并不陌生,在众多科目中我们都能见到他的身影。比如最典型的信号与系统、数字信号处理、通信原理、数字图像处理、语音信号处理等等。然而对于部分的考生来说,也就是“考前背一背,喝前摇一摇”,考后几周也都还给老师了,也有部分同学学了好久的傅里叶,也不知道学了傅里叶究竟是为啥要学的。接下来我举个傅里叶变化在生活中的应用的例子。

实例1:傅里叶变化可以用于图像处理中,怎么个用法呢?我们来看个图。

首先我们把图片灰度化:

python如何进行短时傅里叶变换 短时傅里叶变换应用_数字傅里叶变化


在对其进行傅里叶变化处理:

python如何进行短时傅里叶变换 短时傅里叶变换应用_数字傅里叶变化_02


接着我们对另一张图处理:

python如何进行短时傅里叶变换 短时傅里叶变换应用_傅里叶变化_03


在对其傅里叶变化后得到:

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到这就会有人问了,这是什么东西。怎么一只熊和一个人的傅里叶变化是一样的,哪有什么意义。

首先,我们可以看得懂的图像,叫做时域图像,而经过傅里叶变化的图像叫做频域图像。

我们看得出频域图像中间有一个亮点,向四周逐渐变暗。

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倘若,我们把中间偏亮的图像保留,周围的信息全部将其去掉变为黑(置0),将其傅里叶逆变换我们得到:

python如何进行短时傅里叶变换 短时傅里叶变换应用_图像处理_06


我们看到中间亮点的信息,就是指图像低频的信息(低频信息指变化缓慢的信息),而外面的一周黑色的就是高频信息,他保留了变化快的信息。所以,如果我们保留高频的信息去掉中间低频的信息,就会得到:

python如何进行短时傅里叶变换 短时傅里叶变换应用_语音信号处理_07


所以呢,傅里叶变化可以是我们的照片进行边缘模糊,或者凸显重点。是不是很有意思呢!

实例二:我们可以把傅里叶变化运用到实体工业上。比如说对航天业,对器材、钢板的高精度要求要多高有多高。而我们的肉眼是完全无法发现这些差别的。

此时,我们可以对每块钢板进行一次等力、快速的敲击。接着我们便可采集钢板发出的声音信息。并对这连续采集的声音进行采样,定义一个定长度的傅里叶变化窗,对窗内的数据进行数字傅里叶变化,从而得到其频谱图,我们便可通过对比频谱图之间的差别,来判断钢板是否符合要求。是不是很方便呢?

以上是我个人的认知,若有什么不对,希望大家可以一起探讨。