到底應該怎麼樣正確理解DFT(離散傅里葉變換)?

包括DFT的長度,頻率解析度等等,尤其是做N點DFT,到底N點DFT是要對x(n)幹嘛?


傅里葉變換,是一種數學的精妙描述。但計算機實現,卻是一步步把時域和頻域離散化而來的。

離散化也就是要抽樣。我們知道,時域等間隔抽樣,頻域發生周期延拓;頻域抽樣,時域發生周期延拓。那麼要得到時域頻域都離散的結果,顯然時域頻域都要抽樣。周期延拓怎麼辦?只取一個周期就行了。

總結一下:

第一步,時域離散化,我們得到離散時間傅里葉變換(DTFT),頻譜被周期化;

第二步,再將頻域離散化,我們得到離散周期傅里葉級數(DFS),時域進一步被周期化。

第三步,考慮到周期離散化的時域和頻域,我們只取一個周期研究,也就是眾所周知的離散傅里葉變換(DFT)。

這裡說一句,DFT是沒有物理意義的,它只是我們研究的需要。藉此,計算機的處理才成為可能。

剩下的問題就是你說的以怎樣的頻率抽樣,DFT取多少長度什麼的了,具體可以去讀一讀《深入淺出數字信號處理》這本書,偏重物理意義上的理解,而不是堆砌數學公式。不推薦程佩青的《數字信號處理》,論文一樣的語言,典型學院派。


我也曾經被這個問題苦惱很久,多次看《數字信號處理》的內容,結果是對連續傅里葉變換還是能夠稱得上理解,但是離散序列的變換實在是沒法看懂,深深地覺得我這種智商不能再學這個,於是果斷換了個專業


傅里葉變換將連續信號x(t)變換到頻域X(j omega),一些在時域難以處理的問題在頻域就很好解決(比如對濾波的理解,信號調製)。

簡單地說,離散傅里葉變換就是傅里葉變換的離散形式,只不過是將x(t)離散化成為x(n),頻譜X(j omega)相應的離散化為X(k),這樣就能夠使用計算機處理了。

當然嚴格意義上的數學還包含其他內容,比如採樣率要求,DTFT,積分核的選取等等。可以慘嚎程佩青的《數字信號處理》。


為了計算機的實現,只能是時域離散有限對應頻域離散有限,然後這個定義就是dft。


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