1.5.1 二维傅里叶变换的定义

1.5.1 二维傅里叶变换的定义

复函数f(x,y)的傅里叶变换(Fourier Transform)定义为

图示

式中,符号F{·}表示傅里叶变换,其变换结果F(fx,fy)也是两个自变量fx、fy的函数,称为f(x,y)的傅里叶谱,fx、fy分别称为沿x方向和y方向的空间频率,积分中的复指数图示有时称为二维傅里叶变换的核(Nucleus)。

函数f(x,y)也可以用其频谱函数F(fx,fy)表示,即

图示

通常把式(1.5.1)称为傅里叶正变换;而把式(1.5.2)称为傅里叶逆变换(Inverse Fourier Transform),用符号F-1{·}表示。函数f(x,y)和F(fx,fy)构成傅里叶变换对(Fourier Transform Pairs),常用下列简洁的符号表示:(https://www.daowen.com)

图示

式中,f(x,y)称为F(fx,fy)的原函数,F(fx,fy)称为f(x,y)的像函数。作为数学运算,傅里叶正变换与逆变换在形式上是非常相似的,只是被积函数中指数因子的符号和积分变量不同而已。有时也称函数F(fx,fy)的傅里叶逆变换式为函数f(x,y)的傅里叶积分。

由于F(fx,fy)一般是复函数,故可以用它的模和幅角表示,写成

图示

式中,|F(fx,fy)|称为f(x,y)的傅里叶变换振幅谱(Amplitude Spectrum);Φ(fx,fy)称为位相谱(Phase Spectrum);|F(fx,fy)|2称为f(x,y)的功率谱(Power Spectrum)。