為什麼要傅立葉變換,訊號為什麼要進行傅立葉變換

2021-04-17 15:10:35 字數 4082 閱讀 2307

1樓:匿名使用者

在對訊號

bai分析處理時,往往在時域不du

能找到zhi一般規律,特別是訊號源的dao特點,這回樣就需要將訊號變換到

答頻域進行分析,可以在能量上分析訊號,更容易發現訊號源的特點和傳播特性。即轉換之後可以得出系統的傳遞函式,裝置的頻響特性。常規的傅立葉變換不能對周期函式進行變換,而且對於二階以上的多階函式,傅立葉變換計算十分複雜,於是基於傅立葉變換,結合矩陣,提出了快速傅立葉變換(fft)。

此文原創,複製表明出處。

2樓:匿名使用者

當初學過,數理方程用的比較多,具體還真不知道幹什麼用,呵呵

訊號為什麼要進行傅立葉變換

3樓:崈僗巈

進行這些變換的目的,是為了時域和頻域的轉化。

例如你把你的聲音訊號取樣下來,進行傅立葉變換,就可以看到其中各個頻率及其每個頻率所佔的強度,你的聲音總不可能是一個頻率吧,這個頻率當然就是實際傳輸過程中存在的。

例如把一個正弦波進行傅立葉變換,得到的結果在座標上只是一根直線,因為只有一個頻率分量。很多演算法就是把一個訊號進行f變化,然後在頻域裡進行各種演算法,然後再變回時域,如大部分的影象壓縮演算法,就是這樣的。 門函式是一個垂直的上升沿,其實是無數個頻率的正弦波在此所疊加而成,而f變換就可以看到了其中所包含的頻率,事實上頻率成份是無限的,因為你看到變換後的式子是無窮項。

因此在現實中,包括在我們電路設計中,任何電路所發出的上升沿都不是理想垂直的,如有需要只能去逼近垂直的目標。因為垂直的上升沿包含無限的頻率成分,這個任何電路都做不到。

據我所知,目前最快的垂直上升速度是大概30ps(10的-12次秒).

另外電路中上升速度不是越快越好,這點要說開就大了。

為什麼要進行傅立葉變換,其物理意義是什麼

4樓:

傅立葉變換的作用就是把非正餘弦 週期(請注意必須是周期函式)函式轉化為無限個規則的正弦餘弦函式。變成規則的函式以後,雖然有無限項,但是工程取前幾項精度就夠用了。規則函式利於計算。

把難以計算甚至無法計算的函式轉化為可以計算的函式。

舉例:最前面近似矩形的函式,就是有後邊彩色各個無限項組成的。就是用傅立葉函式分解成後邊無窮多個規則正餘弦函式的。

傅立葉變換有什麼用?

5樓:匿名使用者

傅立葉變換是數字訊號處理

領域一種很重要的演算法。要知道傅立葉變換演算法的意義,首先要了解傅立葉原理的意義。

傅立葉原理表明:任何連續測量的時序或訊號,都可以表示為不同頻率的正弦波訊號的無限疊加。而根據該原理創立的傅立葉變換演算法利用直接測量到的原始訊號,以累加方式來計算該訊號中不同正弦波訊號的頻率、振幅和相位。

和傅立葉變換演算法對應的是反傅立葉變換演算法。該反變換從本質上說也是一種累加處理,這樣就可以將單獨改變的正弦波訊號轉換成一個訊號。

因此,可以說,傅立葉變換將原來難以處理的時域訊號轉換成了易於分析的頻域訊號(訊號的頻譜),可以利用一些工具對這些頻域訊號進行處理、加工。最後還可以利用傅立葉反變換將這些頻域訊號轉換成時域訊號。

從現代數學的眼光來看,傅立葉變換是一種特殊的積分變換。它能將滿足一定條件的某個函式表示成正弦基函式的線性組合或者積分。在不同的研究領域,傅立葉變換具有多種不同的變體形式,如連續傅立葉變換和離散傅立葉變換。

在數學領域,儘管最初傅立葉分析是作為熱過程的解析分析的工具,但是其思想方法仍然具有典型的還原論和分析主義的特徵。"任意"的函式通過一定的分解,都能夠表示為正弦函式的線性組合的形式,而正弦函式在物理上是被充分研究而相對簡單的函式類:

1、傅立葉變換是線性運算元,若賦予適當的範數,它還是酉運算元;

2、傅立葉變換的逆變換容易求出,而且形式與正變換非常類似;

4、離散形式的傅立葉的物理系統內,頻率是個不變的性質,從而系統對於複雜激勵的響應可以通過組合其對不同頻率正弦訊號的響應來獲取;

5、著名的卷積定理指出:傅立葉變換可以化復變換可以利用數字計算機快速的算出(其演算法稱為快速傅立葉變換演算法(fft))。

正是由於上述的良好性質,傅立葉變換在物理學、數論、組合數學、訊號處理、概率、統計、密碼學、聲學、光學等領域都有著廣泛的應用。

擴充套件資料

傅立葉生於法國中部歐塞爾(auxerre)一個裁縫家庭,9歲時淪為孤兒,被當地一主教收養。2023年起就讀於地方軍校,2023年任巴黎綜合工科大學助教,2023年隨拿破崙軍隊遠征埃及,受到拿破崙器重,回國後於2023年被任命為伊澤爾省格倫諾布林地方長官。

傅立葉早在2023年就寫成關於熱傳導的基本**《熱的傳播》,向巴黎科學院呈交,但經拉格朗日、拉普拉斯和勒讓德審閱後被科學院拒絕,2023年又提交了經修改的**,該文獲科學院大獎,卻未正式發表。

傅立葉在**中推匯出著名的熱傳導方程 ,並在求解該方程時發現解函式可以由三角函式構成的級數形式表示,從而提出任一函式都可以展成三角函式的無窮級數。傅立葉級數(即三角級數)、傅立葉分析等理論均由此創始。

傅立葉由於對傳熱理論的貢獻於2023年當選為巴黎科學院院士。

2023年,傅立葉終於出版了專著《熱的解析理論》(theorieanalytique de la chaleur ,didot ,paris,1822)。這部經典著作將尤拉、伯努利等人在一些特殊情形下應用的三角級數方法發展成內容豐富的一般理論,三角級數後來就以傅立葉的名字命名。

傅立葉應用三角級數求解熱傳導方程,為了處理無窮區域的熱傳導問題又匯出了當前所稱的「傅立葉積分」,這一切都極大地推動了偏微分方程邊值問題的研究。

然而傅立葉的工作意義遠不止此,它迫使人們對函式概念作修正、推廣,特別是引起了對不連續函式的**;三角級數收斂性問題更刺激了集合論的誕生。因此,《熱的解析理論》影響了整個19世紀分析嚴格化的程序。傅立葉2023年成為科學院終身祕書。

由於傅立葉極度痴迷熱學,他認為熱能包治百病,於是在一個夏天,他關上了家中的門窗,穿上厚厚的衣服,坐在火爐邊,結果因co中毒不幸身亡,2023年5月16日卒於法國巴黎。

6樓:匿名使用者

傅立葉的核心思想就是所有的波都可以用多個正弦波疊加表示。

這裡面的波包括從聲音到光等所有波。

所以,對一個採集到的聲音做傅立葉變化就能分出好幾個頻率的訊號。比如南非世界盃時,南非人吹的嗚嗚主拉的聲音太吵了,那麼對現場的音訊做傅立葉變化(當然是對聲音的資料做),會得到一個式,然後找出嗚嗚主拉的特徵頻率,去掉式中的那個頻率的sin函式,再還原資料,就得到了沒有嗚嗚主拉的嗡嗡聲的現場聲音。

而對**的資料做傅立葉,然後增大高頻訊號的係數就可以提高影象的對比度。同樣,相機自動對焦就是通過找影象的高頻分量最大的時候,就是對好了。

7樓:未來還在那裡嗎

「傅立葉變換,表示能將滿足一定條件的某個函式表示成三角函式(正弦和/或餘弦函式)或者它們的積分的線性組合。在不同的研究領域,傅立葉變換具有多種不同的變體形式,如連續傅立葉變換和離散傅立葉變換。最初傅立葉分析是作為熱過程的解析分析的工具被提出的。」

8樓:匿名使用者

為什麼計算機要處理

訊號的頻域呢?因為訊號的時域是整個時間軸上的,計算機是不可能處理這麼大的資料量的,而一般訊號都是窄帶訊號,也就是頻率只有一個很小的區間,因此處理的資訊量就會小的多所以計算機就是處理他的頻域,關於怎麼處理呢?計算機首先要對訊號抽樣,得一些離散值在量化就得到數字訊號,計算機通過裡面fft(就是頻域和時域的對應關係)等程式就可以對它的頻域操作了,就是用濾波器來完成的

對影象的處理應該就如你所說,讓影象訊號經過一個低通濾波器就可以了,濾波器的傳輸函式是要通過計算的 謝謝!

9樓:匿名使用者

可憐的娃,我就是被這個搞死的,呵呵。我只曉得fft是將訊號中各種成分以頻率軸拉開的結果,就好比x座標。。。。。

為什麼要進行傅立葉變換。

10樓:史善冬

樓主是說訊號計算方面嗎?那是因為儀器的發出的訊號都是離散的,所以經過傅立葉變換的化,訊號就變成連續訊號,這樣就可以用各種數學定理進行計算,總之是方便研究吧

傅立葉變換有什麼作用?為什麼要進行傅立葉變換?

11樓:手機使用者

看上去是變複雜了其實更能直觀的反映出那些量的關係變化,是量的一種整和給解微分方程的計算帶來方便。

訊號為什麼要進行積分,為何要將調製訊號進行微分或者積分處理?

你是指bai 訊號的積分變換吧,du 我們現實中的訊號zhi都是時域中dao的,這些信版號對我們來說權比較熟悉,如正弦訊號。但這些時域訊號不好分析,計算量大 這可以從解時域微分方程中看出來 所以我們要尋求變換,開始是連續訊號的傅立葉變換,接著是廣泛的拉式變換,還有離散訊號的z變換。這些變換不僅使訊號...

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