Ortsfrequenz

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160 by 160 thumbnail of 'Green Sea Shell'.png
Bild einer grünen Muschel
160 by 160 thumbnail of 'Green Sea Shell' - 0. in fourier domain all components (RGB).png
Ortsfrequenzen des Bildes
Bild mit seinen Ortsfrequenzen: Magnitude der Fourierdomäne ist logarithmisch skaliert gegeben, die 0-Frequenz ist mittig. Beachtenswert ist die Häufung der Frequenzbeiträge in Nähe der 0-Frequenz, eine typische Eigenschaft von Bildern natürlicher Objekte.
Frequenzbesen mit von links nach rechts zunehmender vertikaler Ortsfrequenz

Die Ortsfrequenz (auch Raumfrequenz, Formelzeichen k oder R) ist der Kehrwert der räumlichen Periodenlänge.

Physik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Allgemeinen wird mit dem Begriff Periode die Vorstellung von einer zeitlich periodischen Größenänderung verbunden. Doch lässt sich der Begriff der Periode leicht auf beliebige periodische Funktionen erweitern, so auch auf räumlich variierende Größen.

Ist die betrachtete physikalische Größe etwa von der eindimensionalen Position abhängig, so hat die Periodenlänge die Dimension einer Länge und wird im internationalen Einheitensystem in Meter (m) angegeben. Dementsprechend gibt die Ortsfrequenz die Zahl der Perioden pro Längeneinheit an, hat also die Dimension 1/Länge. So ist für die Ortsfrequenz elektromagnetischer Wellen die Wellenzahl in Perioden pro Zentimeter gebräuchlich und für Frequenzbesen (Abb.) die Einheit Linienpaare pro Millimeter (Lp/mm).

Die Charakterisierung einer örtlich veränderlichen Funktion nach Anteilen mit bestimmen Ortsfrequenzen ist nicht so anschaulich wie die Zerlegung eines Klanges in Grund- und Obertöne, dennoch liefert sie die Grundlage für die Fourieroptik und Bildkompressionsalgorithmen wie z. B. JPEG.

Psychologie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kontrastempfindlichkeitsfunktion des menschlichen Auges über der Ortsfrequenz in Linienpaaren pro Grad

In der Wahrnehmungspsychologie des Sehens bezeichnet „Ortsfrequenz“ die Anzahl der Kanten (siehe Kantendetektion) pro Grad Sehwinkel.[1] Bilder mit niedriger Ortsfrequenz sind unscharf und flächig, Bilder mit hoher Ortsfrequenz sind detailreich und mit gut erkennbaren Umrissen. Im visuellen Kortex gibt es Neuronen, die darauf spezialisiert sind, die Ortsfrequenz eines Bildes zu analysieren. Der empfundene Kontrast wird hierbei durch die Kontrastempfindlichkeitsfunktion (englisch: Contrast Sensitivity Function (CSF)) angegeben. Optimal erkannt wird eine Rasterung von etwa 9 Linienpaaren (also Wechseln zwischen helleren und dunkleren Linien) pro Grad Sehwinkel. Beim vierfachen dieser Ortsfrequenz, also bei zirka 36 Linienpaaren pro Grad, beträgt der vom Menschen empfundene Kontrast nur noch rund 10 Prozent.[2]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. L. Maffei, A. Fiorentini: The visual cortex as a spatial frequency analyzer. Vision Research 13, 1973.
  2. Markus Bautsch: Kontrastempfindlichkeitsfunktion, Digitale bildgebende Verfahren - Grundlagen, Wikibook (2013), online abgerufen am 30. April 2013