傅里叶变换
在自己对傅里叶变换的不断学习中,逐渐对其有了一些新的理解,新的想法。故在本文中将首先简要介绍一下傅里叶变换的作用,之后对傅里叶变换过程给出自己角度的理解。
1 傅里叶变换的作用
所谓“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,对于一个事物,我们可能会从各个不同的角度观察,之后得到不同的结果,但其均是对这个事物的正确描述,只是角度不同罢了。我们要确立整体、全面的眼光,不要停留于对事物的表面观察,要能深入下去,以此发掘事物的内部特征。
1.1 时间域和频率域
首先,我们要对时间域和频率域有一个了解。顾名思义,时间域,就是在时间角度下的信号;频率域,就是在频率角度下的信号。假设现在我说了句话“我和我的祖国一刻也不能分割”,其持续了5秒,那我们现在可以得到一个时间长度为5秒的连续模拟信号(现在是在时间域),之后我们进行采样和量化。
1.2 频率域分析的作用和意义
好了,现在我们可以利用数字信号分析工具对该信号进行各种分析、处理。在时间域内,我们可以感受到信号幅值的变换,也可以感受到信号频率的变化,既然信号有频率变化,那我们是否可以利用一系列正弦基函数来表示这个信号(不同频率的正弦基函数具有不同的权重)?也就是通过这种方式,我们获取到该信号详细的频率信息。一旦这个功能可以实现,我们就可以从原始信号中分理出不同频率的信息,进行各种滤波、去噪的处理。
2 傅里叶变换的理解
此处用离散傅里叶变换举例。
2.1 傅里叶变换的实现
2.2 傅里叶变换的分析
为了方便分析,我们利用一维信号来进行说明。
由上面两个公式可以看出,离散傅里叶变换就是将f ( x ) f(x)f(x)与不同的正弦基函数做乘积,也可以理解为f ( x ) f(x)f(x)向不同的正弦基函数做投影。
2.3 函数投影和向量投影的分析