了解倒谱的两种不同形式

信息处理 傅里叶变换 倒谱分析
2022-02-09 23:06:41

我正在学习倒谱,我发现有两种不同的形式来计算它

Cp=|F1{log(|F{f(t)}|2)}|2

Cp=|F{log(|F{f(t)}|2)}|2

在维基百科中,提到这两者是相同的,只是比例因子不同。FT 和逆 FT 怎么可能一样?而且我不是要证据。而是一种直觉来理解这怎么可能。特别是,因为它说“频率是时间的度量”。我的意思是,如果我考虑第一个公式,我会理解倒谱在时间上的表现,但如果它是频谱的频谱(第二个公式),那么我看不出它在时域中的表现!

2个回答

考虑傅立叶变换及其逆变换的一种有趣方式是在时频空间中的旋转。分数傅里叶变换 (FrFT) 是傅里叶变换的推广,您可以将信号转换为部分时间/部分频率表示。以来自维基百科页面的示例为例: 分数傅里叶变换

当参数时,FrFT 简化为傅里叶变换(右下图),展示了从纯时域到纯频域的变换。如果,这相当于傅里叶逆变换。两次执行这些操作中的任何一个都会导致的旋转,这将对应于时间反转的时域信号。他们说“频率是时间的度量”的原因是因为两个方程的傅立叶变换(和逆)的旋转最终得到α=π/2α=π/2α=πα=0α=π

从上面的图像可以清楚地看出,傅里叶变换及其逆变换只是彼此旋转 180 度,并且只是关于原点的镜像对称。两个公式的外平方绝对值会发现这些光谱的幅度(倒谱?)对于实值输入是等效的,总是实数。仅当傅里叶变换不是单一变换时,比例因子的差异才会存在。log(|F(f(t))|2)

FT 和逆 FT 怎么可能一样?

因为它们几乎相同。事实上,您可以通过共轭来实现逆 FT 和正向 FT,即

F1(f(x))=F(f(x))

前向 FT 将频域信号表示为加权和时域复指数。逆 FT 将时域信号表示为频域指数的加权和。每个背后的数学原理基本相同。

由于对数幅度是实数,因此共轭不会做任何事情,因此正向或逆变换都会产生完全相同的结果。

我的意思是,如果我考虑第一个公式,我会理解倒谱在时间上的表现,但如果它是频谱的频谱(第二个公式),那么我看不出它在时域中的表现!

倒谱既不是时间也不是频率:它有自己的域,通常称为“频率”,这是查看它的最有用的方式。