基于二维傅里叶变换的MATLAB空间频率响应分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现图像空间频率响应分析工具，通过二维傅里叶变换提取周期性图像频率特征，分析各方向频率成分强度并生成响应图谱，支持正弦结构图像处理。

详 情 说 明

空间频率响应分析与可视化系统

项目介绍

本项目是一个专业的空间频率响应分析工具，专为图像处理和视觉神经科学研究设计。系统通过对输入的周期性结构图像进行二维傅里叶变换，量化分析图像的空间频率特征，能够精确提取不同方向上的频率成分强度，并生成直观的空间频率响应图谱。特别支持正弦光栅图像的处理与分析，可模拟视觉皮层神经元对不同空间频率的响应特性，为视觉机制研究提供可靠的量化分析支持。

功能特性

• 二维傅里叶变换分析：采用高效的2D FFT算法，将空间域图像转换为频率域表示
• 多格式图像支持：兼容PNG、JPG、BMP等常见图像格式的灰度图像处理
• 空间频率特征提取：自动识别并统计主要的空间频率成分（峰值频率、方位角、强度值）
• 响应可视化：生成空间频率振幅谱图、方向-频率响应曲线等直观图表
• 正弦光栅模拟：可设置特定空间频率范围、方向角度和对比度，模拟神经元响应特性
• 灵活的区域分析：支持手动选择或自动检测感兴趣区域（ROI）进行针对性分析
• 数据导出功能：所有分析结果均可导出为CSV格式，便于进一步研究使用

使用方法

1. 准备输入图像：确保待分析图像为灰度格式，包含明显的周期性结构
2. 设置采样参数：根据图像实际尺寸配置像素与物理尺寸的对应关系（如像素/毫米）
3. 配置分析参数：

- 对于常规图像：设置ROI区域坐标或启用自动检测 - 对于正弦光栅：指定空间频率范围、方向角度和对比度参数

1. 执行分析：运行主程序，系统将自动完成频率变换和特征提取
2. 查看结果：系统将显示振幅谱图、响应曲线和统计报告
3. 导出数据：根据需要将频率响应数据导出为CSV文件

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11，macOS 10.14+，或主流Linux发行版
• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存需求：至少4GB RAM（推荐8GB以上用于处理大尺寸图像）
• 存储空间：至少500MB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心分析流程，包括图像预处理、二维快速傅里叶变换计算、频率特征参数提取、多种可视化图谱生成以及数据导出功能的集成控制。该文件作为系统入口，协调各功能模块运行，确保从图像输入到结果输出的完整分析链路高效执行，同时负责用户交互界面管理和分析参数的有效配置。