zoukankan      html  css  js  c++  java
  • Discreat fourier transform summary

    Discreat fourier transform  summary

    1. 傅里叶变换 与 离散傅里叶变换DFT

    DFT 是一个数学过程:用于确定离散信号的频率成分。

    离散信号时重连续信号中采样而得。

    来看下数学语言表达:

    傅里叶变换:wps_clip_image-2693

    DFT: wps_clip_image-14095

    2. 对于DFT的理解:

    先来一段直觉上的理解:(是傅里叶变换的理解)(来句题外话:数学语言果然是最简洁精确的科学语言!!!!)

    傅里叶变化是将时域的信息转到频域,重而可以重另一个角度来处理这些在时域上比较复杂的信息

    这是一个时域到频域的映射过程

    在频域中是由这些个‘频域分量’wps_clip_image-7342构成频域世界的坐标(其实本来是频率本身作为坐标的)。 我认为cos与sin只是作为频率的载体

    (sin与cos函数中同时存在时间与频率cos(wt))频率与时间无法直接映射所以只能找cos这个函数作为中转站

    假设时间域必可转换成频域

    wps_clip_image-14730wps_clip_image-2940频域基本元素f       (某种联系)基本元素cos(wt)        由假设得 时域中任何信号必可用wps_clip_image-9989的集合表示

    我们需要的是一个时间与频率的关系 这样当我们在对频率信号处理时 即是对时间信号处理

    当f与cos(wt)联系上时 (cos是整个时间域上的函数)  f已经与整个时间域上所有t有啦联系

    而我们需要把时间域上的幅值映射到频域   这里用到的一个方法是把某个频率的cos函数与每个时域t上的幅值相乘 ,最后相加 ,代表这个频率的幅值

    至此,t与f的映射已经很明了啦

    最后强调;我们只需要一种关系一种映射 我们可以变来变去 选择任何一个容易处理的状态,处理好后变成另一个我们需要的状态   只要我们清楚他们之间的关系!!!

    先用欧拉公式wps_clip_image-16256对原式展开:wps_clip_image-5948

    对以上各种字母的理解:

    注意:ω=(2πm)/N

    wps_clip_image-17711:为第m个DFT的输出  wps_clip_image-4567

    wps_clip_image-1673为各个输入采样点的序列(值)

    N :为输入序列的样点数 同时也表示经过DFT后 输出的频率点数

    wps_clip_image-15842因此可产生的频率数为N个。   wps_clip_image-10039因为是离散的所以频率成分有限

    (时域上输入N个采样点,在DFT后频域上会输出N个值)

    (N决定频域输出结果的分辨率(即最小频率间隔) 以及计算N点DFT的处理时间)

    来看看这个式子吧哪些信息联系起来啦:

    wps_clip_image-3595

    其中有相位与和幅值两个信息

    wps_clip_image-15946

    简单的表示为wps_clip_image-22473

    幅值信息:wps_clip_image-17219

    相位:wps_clip_image-29922

    提一下:幅度的平方为功率谱

    wps_clip_image-28686

    强调:1.单个X(m)的输出是项与项的乘积之和,是输入采样序列与频率为m/N的正弦波的相关

    2.当DFT 的输入采样值为实数时,DFT输出项是对称的。

    来看下DFT 的对称性

    wps_clip_image-18914

    wps_clip_image-10254

    当输入序列为实数时     m>N/2时频域上幅度的输出值与前半部分相同  且实部偶对称 虚部奇对称

    数学解释:

    wps_clip_image-8576

    wps_clip_image-13434

    wps_clip_image-3083 wps_clip_image-26766

    DFT的线性:

    两个信号的DFT等于各个信号的和

    wps_clip_image-11086

    DFT泄漏

    wps_clip_image-5220

    个点与相对应的分析频率

    当输入信号的频率成分不是精确等于分析频率是就会发生频率泄漏

    wps_clip_image-22160wps_clip_image-9071

    DFT输出为曲线上的离散点

    wps_clip_image-8093wps_clip_image-27625

    加窗为了使旁瓣幅度减小 从而减小泄漏

    wps_clip_image-18674距形窗 三角窗 汗宁窗

    wps_clip_image-7871.当旁瓣幅值减小, 同时DFT频率分辨率减小

    DFT 分辨率 补零 频域采样

    小结

    连续傅里叶变换continuous fourier transform

    wps_clip_image-32396

    傅里叶级数 fourier series

    wps_clip_image-953

    离散时间傅里叶变换discrete-time fourier trandform

    wps_clip_image-28135

    离散傅里叶变换discrete fourier trandform

    wps_clip_image-19435

  • 相关阅读:
    (转)证券公司信息化——4
    面试常见高频算法题总结
    git常用命令
    JDBC框架——DBUtils
    springboot读取 yaml或者properties文件几种方式
    log4j2配置
    java通过SparkSession连接spark-sql
    列式存储格式之Parquet
    动态规划专题
    CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore用法
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/sleepy/p/2112145.html
Copyright © 2011-2022 走看看