00-1010傅里叶变换的本质傅里叶变换的公式是
傅立叶变换也可以变成另一种形式:
可见,傅里叶变换的本质是内积,三角函数是一组完整的正交函数,不同频率的三角函数之间的内积为0,这并不是只有等频率的三角函数做内积时才为0。
傅立叶变换的含义由下面的公式解释。因为傅里叶变换的本质是内积,f(t)和
计算内积时,只有频率为f(t)的分量w才有内积的结果,其他分量的内积为0。可以理解为f(t) in
在投影上,积分值是从负无穷大到正无穷大的时间积分,即信号在w中各时刻的分量叠加,可以理解为f(t) in。
上投影的叠加,叠加的结果是有频率的分量,形成频谱。傅里叶逆变换的公式是
从下面的公式分析,傅里叶逆变换的含义是傅里叶变换的逆过程。当求和用于内积时,只有t时刻分量的内积才有结果,其他时刻分量的内积为0。同一个积分值是从负无穷大到正无穷大的频率的积分,即信号在t时刻各频率的分量叠加,叠加的结果是f(t)在t时刻的值,回到我们观测信号的原始时域。对信号做傅里叶变换然后直接做逆变换是没有意义的。傅里叶变换和逆傅里叶变换之间有一个滤波过程。滤除不想要的频率成分,然后做逆变换得到想要的信号。例如,如果信号与噪声信号混合,可以通过滤波器去除噪声信号的频率,然后通过傅里叶逆变换获得没有噪声的信号。
优点:频率定位很好。通过信号良好的频率分辨率,可以清楚地获得信号中包含的频率成分,即频谱。
缺点:由于频谱是时间从负无穷大到正无穷大的叠加,如果我们知道某个频率,就无法判断它的时间位置。无法判断某个时间段的频率成分。