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离散傅里叶变换


连续傅里叶变换已定义作为

f(努)=F_t[F(t)](nu)
(1)
=int_(-infty)^inftyf(t)e^(-2piint)dt。
(2)

现在考虑对离散函数的推广,f(t)->f(tk)通过出租f_k=f(tk),其中t_k=k增量,使用k=0, ...,N-1号机组。将其写出即可得到离散傅里叶变换F_n=F_k[{f_k}_(k=0)^(N-1)](N)作为

 F_n=sum_(k=0)^(n-1)F_ke^(-2piink/n)。
(3)

逆变换f_k=f_n^(-1)[{表格}_(n=0)^(n-1)](k)就是那个时候

 f_k=1/Nsum_(n=0)^(n-1)f_ne^(2piikn/n)。
(4)

离散傅里叶变换(DFT)非常有用,因为它们揭示了输入数据中的周期性以及任何周期分量的相对强度。那里然而,在离散傅里叶变换的解释中有一些微妙之处。通常真实的数字序列将是一系列复杂的长度相同的数字。特别是,如果f_k(平方公里)那么是真的了F_(N-N)表格(_n)与…相关

 F_(N-N)=F^__N,
(5)

对于n=0,1, ...,N-1号机组,哪里z(z)^_表示复共轭。这意味着组件表格_0对于真实数据总是真实的。

由于上述关系,周期函数将在两个地方而不是一个地方包含变换峰。这是因为输入数据的周期被分成“正”和“负”频率复数分量。

这个快速傅立叶变换是一种对包含以下内容的样本执行离散傅里叶变换的特别有效的算法一定数量的点。

有两种主要类型的错误可能会影响离散傅里叶变换:混叠泄漏.

离散Fourier变换

上图显示了函数离散傅里叶变换的实部(红色)、虚部(蓝色)和复模(绿色)f(x)=正弦(左图)和f(x)=正弦+正弦(3x)/2(右图)两次采样50次时期。在左图中,左右两侧对称的尖峰为单频的“正”和“负”频率分量正弦波。同样,在右图中,有两对尖峰与低频强分量相对应的较大绿色尖峰正弦与高频弱分量相对应的较小绿色尖峰。按适当比例绘制的复数模量离散傅里叶变换的权力光谱.

这个Wolfram语言实现列表的离散傅里叶变换我属于复数作为傅里叶[列表].

离散傅里叶变换是Z变换.

可以使用快速的傅里叶变换.

添加附加系数b条在离散傅立叶变换的指数中所谓(线性)分数傅里叶转型.

离散FourierTransform2D

离散傅里叶变换也可以推广到二维或多维。例如,上面的图显示了复数模量函数的二维离散傅里叶变换正弦(x+y).


另请参见

混叠,快速傅立叶变换,傅里叶变换,分数傅立叶变换,哈特利转换,泄漏,电源光谱,Winograd变换,Z变换

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参考文献

Arfken,G.《离散正交性——离散傅里叶变换》第14.6节数学物理学家方法,第三版。佛罗里达州奥兰多:学术出版社,第787-792页,1985出版社,W.H。;弗兰纳里,B.P。;Teukolsky,S.A。;和韦特林。“离散采样数据的傅里叶变换。”§12.1英寸数字的FORTRAN:科学计算的艺术,第二版。英国剑桥:剑桥大学出版社,第494-498页,1989年。罗伯茨,S。讲座7-离散傅里叶变换。第82-96页。http://www.robots.ox.ac.uk/~sjrob/Teaching/SP/l7.pdf.

引用的关于Wolfram | Alpha

离散傅里叶变换

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“离散傅里叶变换。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/DiscreteFourierTransform.html

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