欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

图像处理 之 二维快速傅里叶变换(FFT2)

程序员文章站 2022-05-22 19:23:18
...
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sun Jul  8 21:05:51 2018

@author: Diko
"""

import numpy


def FFT_v1(Img,Wr):
    if Img.shape[0]==2:
        pic = numpy.zeros([2],dtype=complex)
        pic = pic*(1+0j)
        pic[0]=Img[0]+Img[1]*Wr[0]
        pic[1]=Img[0]-Img[1]*Wr[0]
        return pic
    else:
        pic = numpy.empty([Img.shape[0]],dtype=complex)
        pic[0:Img.shape[0]//2] = FFT_v1(Img[::2],Wr[::2])+Wr*FFT_v1(Img[1::2],Wr[::2])
        pic[Img.shape[0]//2:Img.shape[0]]=FFT_v1(Img[::2],Wr[::2])-Wr*FFT_v1(Img[1::2],Wr[::2])
        return pic;


def FFT_1d(Img):
    Wr = numpy.ones([Img.shape[0]//2])*[numpy.cos(2*numpy.pi*i/Img.shape[0])-1j*numpy.sin(2*numpy.pi*i/Img.shape[0]) for i in numpy.arange(Img.shape[0]/2)]
    return FFT_v1(Img,Wr)


def FFT_2d(Img):
    pic = numpy.zeros([Img.shape[0],Img.shape[1]],dtype=complex)
    for i in numpy.arange(Img.shape[0]):
        pic[:,i]=FFT_1d(Img[:,i])
    for i in numpy.arange(Img.shape[1]):
        pic[i,:]=FFT_1d(pic[i,:])
    return pic


import time
from skimage import io,data
if __name__ == "__main__":
    array = numpy.zeros([512],dtype=complex)
    array[0],array[1],array[2],array[3],array[4],array[5],array[6],array[7],array[8]=1,5,3,2,5,6,1,6,3
    
    img = data.camera()
    
    print("numpy.fft.fft2()函数计算结果:")
    t_s1=time.time()
    print(numpy.fft.fft2(img[:16,0:16]))
    t_e1=time.time()
    print("计算时间:"+str(t_e1-t_s1))
    
    print("FFT_2d()函数的计算结果:")
    t_s2 = time.time()
    print(FFT_2d(img[:16,0:16]))
    t_e2 =time.time()
    print("计算时间:"+str(t_e2-t_s2))
   # io.imshow(numpy.log(numpy.real(numpy.fft.fft2(img))))
    #io.imshow(numpy.real(FFT_2d(img[0:256,0:256])))
    #img = data.camera()
    #print(numpy.fft.fft2(img))
    #io.imshow(FFT_2d(img))
    
    

下面是与官方给出函数的比较:

numpy.fft.fft2()的结果:

图像处理 之 二维快速傅里叶变换(FFT2)

自己实现的结果:

图像处理 之 二维快速傅里叶变换(FFT2)

结果都一样,但是时间却多了一倍,并且当计算量越大,两个函数之间的差距就越大,还需要继续不断优化。