[광학실험]Spatial Frequency Filtering(공간주파수)

1. 실험 이론 및 원리

공간주파수 필터링은 이미지 처리와 광학 실험에서 중요한 역할을 하는 기법으로, 주파수 도메인에서 신호를 분석하고 조작함으로써 영상의 특정 특성을 강조하거나 제거하는 방법이다. 이론적으로 이미지나 신호는 시간 또는 공간의 함수로 볼 수 있으며, 이들을 주파수 성분으로 변환하였을 때 신호의 중요한 특성을 파악할 수 있다. 이미지를 주파수 도메인으로 변환하는 가장 일반적인 방법은 푸리에 변환이다. 푸리에 변환은 이미지의 공간 영역에서의 정보를 주파수 영역으로 변환하며, 각 주파수는 이미지의 특정 세부 정보를 나타낸다. 낮은 주파수 성분은 이미지의 큰 패턴이나 변화, 즉 전반적인 구조를 나타내고, 높은 주파수 성분은 세밀한 디테일이나 가장자리를 나타낸다. 공간주파수 필터링의 주요 목적은 이러한 주파수 성분들을 선택하거나 제거함으로써 원하는 이미지를 얻는 것이다. 필터는 각 주파수 성분에 대응하는 가중치를 조정하여 이미지를 변형시킨다. 예를 들어, 저주파 필터는 이미지의 세부 사항을 제거하고 큰 구조만을 강조하는 반면, 고주파 필터는 이미지의 가장자리를 강조하여 선명한 느낌을 준다. 이러한 필터링…(생략)