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終於弄明白了傅立葉變換

 

      真是慚愧,學《數字訊號處理》好長時間了,也記住了傅立葉變換的公式,也會做FFT程式了,但是居然不知道傅立葉變換的意義何在!真是該!!

      還好,算是搞明白了。拋開數學上的意義不說,單說一下實際的一些意義吧。傅立葉變換是將訊號從時域轉換到頻域,這樣在時域上一些交叉在一起的、看不出來的訊號的特性,在頻域上就很明顯的能看出來了。比如下圖:

傅立葉變換示例圖

      Figure1,是a=0.4*sin(4*w*(x))的圖形,Figure2,是b=1.6*cos(12*w*(x))的圖形。這兩個圖形,在時間軸上,很容易看出來。但是兩個的和,也就是a+b,如Figure3所示,裡面的一些資訊就看不出來了。但是做一個傅立葉變換,轉換到頻域上,如Figure4所示,就很明顯了。Figure4的橫座標是頻率,縱座標是幅值,就可以看出Figure3是有兩個訊號組成的,頻率大的訊號的幅值比較大(就是b,由於此處用了fftshift,所以恰好相反),意義就比較明顯了。

     唉,說起來真是一言難盡。當時數字訊號相關的書看了不少,就是沒搞明白到底怎麼回事。這是為什麼呢?自學能力太差了!由此例,引以為戒。

附:上圖的Matlab程式


w=2*pi;
x=-1:0.01:1;
a=0.4*sin(4*w*(x));
b=1.6*cos(12*w*(x));

subplot(2,2,1);

plot(w*x,a),title('Figure 1 : a=0.4*sin(4*w*(x))');
subplot(2,2,2);
plot(w*x,b),title('Figure 2 : b=1.6*cos(12*w*(x))');
subplot(2,2,3);
plot(w*x,a+b),title('Figure 3 : a+b');
c=fft(a+b);
subplot(2,2,4);
plot(x,fftshift(abs(c))),title('Figure 4 : FFT');

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