傅里叶变换原理解析
傅里葉變換原理解析
震動頻率:節拍數/秒 矢量旋轉頻率:圈/秒傅里葉頻域就是:音頻信號波形的不同頻率的旋轉頻率形成的圖形的質心的坐標變化,即(frequency, (x,y))
(其中實數為x軸坐標,虛部為 y軸坐標)
為什么傅里葉變換可以分離不同頻率的信號?
因為,當對復合信號進行傅里葉變換時,當信號波形在軸上以不同的頻率旋轉時,比如該信號由a,b,c三個頻率的正弦波信號復合而成,當復合信號的波形的旋轉頻率為a,b,c三個頻率的時候,旋轉圖形的質心的橫坐標達到峰值(極大值),所以我們只要在旋轉得到的(頻率,坐標)圖像中找到峰值所在的頻率就可以得到所有復合信號的頻率。
傅里葉反變換的原理:
就是將(頻率,坐標)這樣的二維波形,進行傅里葉變換(矢量旋轉),就可以得到原始信號。
傅里葉變換公式的原理:
旋轉的矢量:對應的是一個復數
每秒旋轉一周的速度,這個旋轉矢量表達式為:e^(2 * pai * i * t)
我們再加上旋轉的頻率f,表示這個矢量每秒實際上旋轉幾周
那么,這個旋轉矢量的表達式為e^(2 * pai * i * t * f)
傅里葉變換的矢量旋轉方向時順時針的,所以,我們需要在指數上加一個負號:e^-(2 * pai * i * t * f)
為了表示我們的原始信號以這樣的頻率進行旋轉,我們可以直接用我們的信號與這樣的旋轉矢量表達式相乘:
g(t)(時域信號)
g(t) * e^-(2 * pai * t * i * f)
接下來就是計算旋轉波形圖的質心,我們可以進行一個估計:對圖形進行抽樣,選取n個樣本點,我們將樣本點的橫坐標加起來,再除以樣本點數量n(基本的中心點計算方法)
以這種思想,為了更加精確,我們可以將計算平均值改變為計算時間點上的積分:
總結
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