中心傅里叶变换

信息处理 傅里叶变换
2022-02-20 00:19:23

非中心和中心傅里叶变换有什么区别?换句话说,什么时候应该使用其中一个而不是另一个?

  • 非居中: X1(f)=n=0N1x[n]ei2πfn

  • 居中: X2(f)=n=0N1x[n]ei2πf(nN12)

我目前正在参加时间序列分析课程,我们的教科书使用这两种定义,但没有解释两种不同定义的区别或原因。

任何帮助,将不胜感激。

3个回答

非中心”与离散傅里叶变换相同

X[k]n=0N1x[n]ei2πnkN

当频率归一化为采样率(表示奈奎斯特频率)。它假设所有的都是非负时间值。 ”是以采样周期为单位的“时间”。 表示的时间。f=kNf=12x[n]n0n=0t=0

居中”与具有线性相移因子的 DFT 相同

eiπ(N1)fX[k]

并假设是正负时间的实例。 表示的时间。如果是奇数,那么“时间原点”正是样本在处的时间。但如果是偶数,则时间原点(当时)位于相邻样本之间。如果您使用 DFT 来计算“中心”傅立叶变换,您可能希望通过将 DFT 结果f=kNx[n]n=N12t=0Nx[N12]Nt=0x[N21]x[N2]X[k]eiπ(N1)f这会将时间原点(当时)放在的位置。eiπ(N1)k/Nt=0n=N12

“居中”DFT 类似于(但不完全相同)将 fftshift 与 FFT 结合使用。两者都将 DFT 结果的相位 0 参考移动到 x[ ] 向量的中间,如果 x 在孔径中不是完全整数周期或者在开始和结束之间是循环不连续的,这将更有意义。然后,“居中”DFT 将 x 更清晰地分解为偶数(实数或余弦)和奇数(虚部或具有正一阶导数的正弦)函数,以向量的中心为参考。居中的 FFT 还有助于将相位参考移动到(非矩形)窗口数据的明显非零部分。

附件是一篇详细介绍“Centered DFT”的论文:https ://pdfs.semanticscholar.org/136b/befcbe094951d4c41ccb32b706d1348ca2c4.pdf

起初让我感到困惑的是,这篇论文详细介绍了频域的变化,而 OP 的公式显然是在频率上添加了一个线性相位,这是一个时间上的变化。Hotpaw2 和 Robert 的解释消除了我的困惑以及在时域中进行这种转变的额外动机。(并且它可以在任一域中完成,但这只是 OP 显示的时域版本)。我将此回复与论文的链接一起留下,以防其他人遇到它并需要类似的澄清。