二维傅里叶变换(2D-FFT)是将二维信号(如图像)从空间域转换到频率域的数学方法。其基本公式如下:
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F(u,v) = ∫ − ∞ + ∞ ∫ − ∞ + ∞ f(x,y) e − j(2πux + 2πvy) dxdy
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其中:
`f(x,y)` 是原始图像的二维函数,表示图像在空间域中的值。
`F(u,v)` 是 `f(x,y)` 的二维傅里叶变换,表示图像在频率域中的值。
`u` 和 `v` 是频率域的变量,分别对应于图像在水平方向和垂直方向的频率分量。
`j` 是虚数单位,满足 `j^2 = -1`。
`2π` 是角频率,`x` 和 `y` 是空间域的变量,分别对应于图像在水平和垂直方向的坐标。
这个公式表明,二维傅里叶变换实际上是将图像 `f(x,y)` 乘以一个复指数函数 `e − j(2πux + 2πvy)`,然后对整个图像进行积分,从而得到频率域中的函数 `F(u,v)`。
需要注意的是,这个公式是连续傅里叶变换的公式,实际应用中,由于计算机处理的是离散信号,因此需要使用离散傅里叶变换(DFT)及其变种,如快速傅里叶变换(FFT),来高效地计算二维傅里叶变换。