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傅裡葉變換的意義和作用

生活 更新时间:2025-01-26 05:04:15

傅裡葉變換不但廣泛應用于信号處理,聲學,無線電,以及熱力學,而且還廣泛應用于圖像分析,檢測,圖像過濾,以及圖像壓縮等。

但我們為什麼要進行傅裡葉變換,面對枯燥的數學公式,很少有人能深入的思考這個問題,本篇我們就用形象的圖形來說明這一點,淺顯易懂,容易理解

傅裡葉級數可以把任意一個周期函數分解成無窮多個正弦或餘弦波,傅裡葉把三角函數的應用推向了一個難以想象的高度。

傅裡葉變換的意義和作用(傅裡葉變換的意義是什麼)1

為了更加容易理解,從最熟悉的正弦和餘弦波開始

傅裡葉變換的意義和作用(傅裡葉變換的意義是什麼)2

首先假設有一個信号,我們記作x(t),如下圖

傅裡葉變換的意義和作用(傅裡葉變換的意義是什麼)3

同一時間我們觸發,另一個信号y(t)

傅裡葉變換的意義和作用(傅裡葉變換的意義是什麼)4

把這兩個信号疊加在一起,我們就得到一個新的信号,這個新的信号的振幅,就是x(t)和y(t)兩個信号振幅的疊加:即z(t)=x(t) y(t)

傅裡葉變換的意義和作用(傅裡葉變換的意義是什麼)5

現在要思考的是:如果隻有信号z(t),你能分離出它的疊加信号x(t)和y(t)嗎?

答案是肯定的,這就要用到傅裡葉變換技術。它首先将信号z(t)分解成所有組成信号的頻率

即:将原信号z(t)從時域轉換到了頻域,然後再從頻域轉移到時域

傅裡葉變換的意義和作用(傅裡葉變換的意義是什麼)6

時域内的連續信号都可以用正弦信号的無窮級數形式表示出來

傅裡葉變換的意義和作用(傅裡葉變換的意義是什麼)7

要從頻域轉換到時域,我們就要使用傅裡葉反變換(IFT)

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