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  • 浅谈傅里叶变换

    傅里叶变换的入门:

    如果看了这篇文章你还不懂傅里叶变换,那就过来掐死我吧http://zhuanlan.zhihu.com/wille/19759362

    数字信号处理书籍The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing:http://www.dspguide.com/pdfbook.htm (其中有傅里叶变换的相关内容)

    傅里叶变换的分类:

    根据原信号的不同类型,我们可以把傅立叶变换分为四种类别:

    四种信号的图示:

    对应的四种傅里叶变换:

    四种变换的公式表示:

    连续傅里叶变换:

    (傅里叶级数针对的是周期信号,而实际中很多信号并不具有周期性,因此傅里叶变换应运而生。傅里叶变换本质就是将一个时域非周期的连续信号,转换为一个在频域非周期的连续信号)

    傅里叶级数:

    (傅里叶分析最初是研究周期性现象,即傅里叶级数的,后来通过傅里叶变换将其推广到了非周期性现象。理解这种推广过程的一种方式是将非周期性现象视为周期性现象的一个特例,即其周期为无限长。傅里叶级数的本质是将一个周期信号分解成无限多离散的正弦波)

    离散时间傅里叶变换:

    离散傅里叶变换是离散时间傅里叶变换(DTFT)的特例(有时作为后者的近似)。DTFT在时域上离散,在频域上则是周期的。DTFT可以被看作是傅里叶级数的逆转换。

    离散傅里叶变换:

    为了在科学计算和数字信号处理等领域使用计算机进行傅里叶变换,必须将函数xn定义在离散点而非连续域内,且须满足有限性或周期性条件。这种情况下,使用离散傅里叶变换,将函数xn表示为下面的求和形式。

    计算机处理的信号:

    这四种傅立叶变换都是针对正无穷大和负无穷大的信号,即信号的的长度是无穷大的,我们知道这对于计算机处理来说是不可能的,那么有没有针对长度有限的傅立叶变换呢?没有。因为正余弦波被定义成从负无穷小到正无穷大,我们无法把一个长度无限的信号组合成长度有限的信号。面对这种困难,方法是把长度有限的信号表示成长度无限的信号,可以把信号无限地从左右进行延伸,延伸的部分用零来表示,这样,这个信号就可以被看成是非周期性离散信号,我们就可以用到离散时域傅立叶变换的方法。还有,也可以把信号用复制的方法进行延伸,这样信号就变成了周期性离解信号,这时我们就可以用离散傅立叶变换方法进行变换。这里我们要学的是离散信号,对于连续信号我们不作讨论,因为计算机只能处理离散的数值信号,我们的最终目的是运用计算机来处理信号的。

    但是对于非周期性的信号,我们需要用无穷多不同频率的正弦曲线来表示,这对于计算机来说是不可能实现的。所以对于离散信号的变换只有离散傅立叶变换(DFT)才能被适用,对于计算机来说只有离散的和有限长度的数据才能被处理,对于其它的变换类型只有在数学演算中才能用到,在计算机面前我们只能用DFT方法,后面我们要理解的也正是DFT方法。这里要理解的是我们使用周期性的信号目的是为了能够用数学方法来解决问题,至于考虑周期性信号是从哪里得到或怎样得到是无意义的。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/AndyJee/p/5073281.html
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