从最初为 Toeplitz(非循环)的系统矩阵解释 FFT 系数

信息处理 傅里叶变换 卷积
2022-02-07 12:13:32

如果我有一个测量信号y, 真实信号x, 和一个卷积矩阵A这是一个 Toeplitz 但不是循环矩阵,我可以将卷积写为

y=Ax .

但是,我想使用傅里叶变换的对角化系数来分析系统。下面给出的重新公式通常用于提供一种快速计算的方法:

[yy]=C[x0]=[ABBA][x0]=[AxBx] ,
在哪里C是一个循环矩阵,其中 Toeplitz 矩阵A嵌入,使用额外的矩阵B来自的值A.

的诊断值C可以通过与离散傅里叶变换矩阵相乘来获得。但是这些值是否与解释原始系统的行为相关,y=Ax- 例如,用于为原始系统构建维纳滤波器?

1个回答

如果我理解你的问题,那么答案就在于线性卷积和循环卷积的等价性——线性卷积是通过与 toeplitz 矩阵相乘来实现的,而循环卷积是通过与循环矩阵相乘来实现的。

如果您有一个长度为 N 的信号和长度为 M 的滤波器脉冲响应,如果您用零填充信号和滤波器到长度 N+M-1,则循环和线性卷积是等效的 - 也就是说,您可以使用 DFT 实现线性卷积. 您在上面用零填充 x ,并且可能零的数量满足长度 N+M-1 的要求。然后以矩阵形式,DFT矩阵将对相应的卷积算子进行对角化。

希望这会有所帮助 - 我现在时间紧迫,无法提供更详细的解释。