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简答题理想低通滤波器的截止频率选择不恰当时,会有很强的振铃效应。试从原理上解释振铃效应的产生原因。
  • 理想低通滤波器(频域)的传递函数为:

    滤波器半径交叉部分(侧面图):

    对应空间域(进行傅立叶反变换,为sinc函数):
    用理想低通滤波器滤波时,频域:G(u,v)=F(u,v)H(u,v),傅立叶反变换到时域有:g(x,y)=f(x,y)*h(x,y),频域相乘相当于时域作卷积。因此,图像经过理想低通滤波器后,时域上相当于原始图像与sinc函数卷积,由于sinc函数振荡,则卷积后图像也会振荡;或者说由于sinc函数有两个负边带,卷积后图像信号两侧出现“过冲现象”,而且能量不集中,即产生振铃效应。 
    若截止频率越低,即D0越小,则sinc函数主瓣越大,表现为中心环越宽,相应周围环(旁瓣)越大。而中心环主要决定模糊,旁瓣主要决定振铃效应。因此当介质频率较低时,会产生很强的振铃效应。选择适当的截止频率,会减小振铃效应。
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