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注意,不建议读者直接阅读离散傅里叶变换,而是应该先阅读并理解傅里叶级数、和(连
续)傅里叶变换。这样才能够理解离散的傅里叶变换。
Introduction
在工程上,我们通常需要对离散的信号进行处理。所以我们必须要应用一种离散的傅里叶
变换。傅里叶级数的表示形式。如果们又信号f(t)f(t)f(t)
αk=12l∫−llf(x)e−ikπxldx,(k=0,±1,±2,...)\alpha_k=\frac{1}{2l}\int_{-l}^{l}{f(x)e^{-i \frac{k \pi x}{l}}dx},(k=0,\pm 1,\pm 2,...)αk=2l1∫−llf(x)e−ilkπxdx,(k=0,±1,±2,...) 令l=πl=\pil=π,我们有,注意一点iii是虚数单位。不是下标
αk=12π∫02πf(t)e−iktdt,(k=0,±1,±2,...)\alpha_k=\frac{1}{2\pi} \int_{0}^{2\pi}{f(t)e^{-ikt}dt},(k=0,\pm 1, \pm 2, ...)αk=2π1∫02πf(t)e−iktdt,(k=0,±1,±2,...)
我们看αk\alpha_kαk对应频率成分是k2π\frac{k}{2\pi}2πk,那么我们可以看到。那么我们可以
看到,我们恒可以把离散的数据y={
yi},y=(1,2,...,n)y=\{y_i\},y=(1,2,...,n)y={
yi},y=(1,2,...,n),看做一个周期2π2\pi2π上的
采样点。因为yyy是一定离散的数据。
那么我们如何来计算αk\alpha_kαk?因为f(t)={
yi}f(t)=\{y_i\}f(t)={
yi},是离散信号。所以我们必须变换
αk\alpha_kαk为如下的等式,注意有一点儿,也就是iii是虚数单位,不是标号。
αk=1n∑j=0n−1f(2πjn)e−2πijkn\alpha_k=\frac{1}{n}\sum_{j=0}^{n-1}f(\frac{2\pi j}{n})e^{\frac{-2\pi i j k}{n}}αk=n1j=0∑n−1f(n2πj)en−2πijk
也就是说
y^k/n≈αk≈1n∑j=0n−1yjw‾jk\widehat{y}_{k}/n\approx\alpha_k\approx \frac{1}{n}\sum_{j=0}^{n-1}y_j \overline{w}^{jk}y k/n≈αk≈n1j=0∑n−1yjwjk
yj=f(2πjn),w=e2πiny_j=f(\frac{2\pi j}{n}), w=e^{\frac{2\pi i}{n}}yj=f(