JTransforms FFT在图像上的应用

Question

我有一张图片，想要使用FFT将其转换为频域。对于Java来说，似乎缺乏此类库，但我找到了两个：JTransforms和另一个不太知名的库。与后者相比，2D只能具有2的幂次方长度，但它具有易于使用的方法，例如FastFourierTransform.fastFT(real, imaginary, true);，其中real是由每个像素值填充的double类型的2D数组，而imaginary是相同大小的填充零的2D数组。布尔值取决于正向或反向变换。这对我很有意义，也有效果，除了必须为2的幂次方的要求之外（最初我在图像周围添加黑色空间以适应最接近的2的幂次方），我遇到的问题是如何使用JTransforms的等效方法，并且希望得到任何指导。我会陈述我目前正在做什么。

我认为相关的类应该是DoubleFFT_2D，它的构造函数需要行数和列数，我认为这应该是我的图像的宽度和高度。因为我的图像没有虚部，所以我认为可以使用doubleFFT.realForwardFull(real);，它将虚部视为零并传递实际的2D数组。不幸的是，这根本不起作用。JavaDoc说明了输入数组的大小必须为rows*2*columns，只有前rows*columns个元素填充了实际数据，但我不知道这与我的图像有什么关系，以及我需要做什么来满足这个要求。

抱歉解释冗长而差劲，如果需要任何其他信息，我很乐意提供。

JTransforms库和文档可以在此处找到：https://sites.google.com/site/piotrwendykier/software/jtransforms

- John

Answer 1

很遗憾，JTransforms的文档除了一个压缩下载链接download之外，在线上并不可用。它非常完整和有用，你应该去看看！

回答你的问题：DoubleFFT_2D.realForwardFull(double[][] a)需要一个实数数组（即像素）。但是，FFT的结果会对每个输入值产生两个输出值 - 每个频率区间的实部和虚部。这就是为什么你的输入数组需要比实际图像数组大两倍，其中一半为空/填充为零。

请注意，所有FFT函数都使用a作为输入，也作为输出 - 这意味着那里的任何图像数据都将丢失，因此最好将其复制到不同/更大的数组中！

对于您的情况，简单而明显的解决方法是改用DoubleFFT_2D.realForward(double[][] a)。这个函数只会计算正频谱，因为负面将对称于它。这是因为输入值是实数。

此外，请查看JTransforms中的RealFFTUtils_2D类，这将使您更容易从数组中检索结果 :)

- T045T

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实际上，最新的文档现在已经在Github上线了：http://wendykierp.github.io/JTransforms/apidocs/ - matt burns