为什么人们说快速傅里叶变换 (FFT) “查看”、“解释”或“假设”其输入序列是周期性的?我问这个问题是因为观察、解释和假设的活动只能由一个有大脑的生物来完成。
DFT“周期性输入”问题
不是 DFT/FFT 算法“谁”查看(或“假设”或“解释”)它的输入是周期性的,而是“数学家的心态”在算法的输入端假设周期性信号,并设计了算法大大地。
这与“牛顿定律假定空间和时间是绝对的……”完全一致;力学定律没有“大脑”来假设这样的事情,而是牛顿自己做出了时间和空间是绝对的假设,然后相应地制定了他的定律,根据该假设计算动力学量。
今天我们知道(相信)这些假设是不成立的(狭义相对论),但是如果你使用牛顿定律来计算高速现象,你最终可能会得到速度大于光速的物体;这种不一致是因为"法律的假设"没有得到验证。在这里,假设反映到法律制定的数学结构中。
转移到 DSP;本质上,离散傅里叶变换 (DFT)定义为离散傅里叶级数 (DFS) 的一个周期;并且非常自然地 DFS 与周期性序列一起工作。我不知道是谁这么定义的,但事实就是如此。
因此,例如,您无法计算单个矩形脉冲的 DFS。如果您尝试在内部找到这种非周期性脉冲的 DFS/DFT 系数,数学算法会将其视为周期性扩展,并以这种方式计算系数;通过将周期性正弦波拟合到周期性扩展的波形。然后,当您想用给定的 DFT/DFS 系数合成回输入波形并评估所有 n 的公式时,您将得到的不是单个脉冲,而是该脉冲的周期性扩展。因此,脉冲持续时间之外的零点不是由逆 DFS/DFT(综合)公式自然生成的。
对于那些超出持续时间的样本,您必须从外部强制您的输出为零。这通常是 DFT 块长度定义所做的。
我感谢大家的评论和回答。这里给出的链接非常有趣。我承认我没有像我应该的那样表达我的问题。我不是在问为什么人们认为 DFT 输入序列是周期性的。我在问为什么人们坚持将 DFT 算法拟人化。(拟人化:赋予动物或物体人的特征的行为。)
我认为,因为 DFT 无法进行心理活动,因此将 DFT 观点、解释或假设任何事情写成是不正确的。(平方根算法不通过判断,三角算法不形成意见,DFT算法不做假设。)
有罪,因为我最近刚刚在答案中使用了这个 sub=optimal 措辞(这可能引发了这个问题)。:-)
我在问为什么人们坚持将 DFT 算法拟人化。
就我而言,这只是马虎/懒惰。许多初学者不了解潜在的周期性及其含义。这是一个非常常见的误解,但写“您正在使用 FFT。这是一种实现离散傅里叶变换的特定算法,仅适用于离散信号。这意味着您的信号被假定在时间和频率上都是离散的域,这反过来意味着它也是周期性的两个域”。