傅里叶变换常用公式是什么?
公式如下图:
傅里叶变换,表示能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。在不同的研究领域,傅立叶变换具有多种不同的变体形式,如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。最初傅里叶分析是作为热过程的解析分析的工具被提出的。
Fourier transform或Transformée de Fourier有多个中文译名,常见的有“傅里叶变换”、“付立叶变换”、“傅立叶转换”、“傅氏转换”、“傅氏变换”、等等。
傅里叶变换是一种分析信号的方法,它可分析信号的成分,也可用这些成分合成信号。许多波形可作为信号的成分,比如正弦波、方波、锯齿波等,傅立叶变换用正弦波作为信号的成分。
f(t)是t的周期函数,如果t满足狄里赫莱条件:在一个以2T为周期内f(X)连续或只有有限个第一类间断点,附f(x)单调或可划分成有限个单调区间,则F(x)以2T为周期的傅里叶级数收敛,和函数S(x)也是以2T为周期的周期函数,且在这些间断点上,函数是有限值;在一个周期内具有有限个极值点;绝对可积。则有下图①式成立。称为积分运算f(t)的傅立叶变换,②式的积分运算叫做F(ω)的傅立叶逆变换。F(ω)叫做f(t)的像函数,f(t)叫做F(ω)的像原函数。F(ω)是f(t)的像。f(t)是F(ω)原像。
①傅里叶变换
②傅里叶逆变换
傅里叶变换在物理学、电子类学科、数论、组合数学、信号处理、概率论、统计学、密码学、声学、光学、海洋学、结构动力学等领域都有着广泛的应用(例如在信号处理中,傅里叶变换的典型用途是将信号分解成频率谱——显示与频率对应的幅值大小)。
1. 连续时间傅里叶变换(Continuous Fourier Transform):
F(ω) = ∫[f(t) * e^(-jωt)] dt
其中,F(ω) 表示频域的复数函数,f(t) 表示时域的函数,ω 是频率,j 是虚数单位。
2. 离散时间傅里叶变换(Discrete Fourier Transform):
F(k) = Σ[f(n) * e^(-j(2π/N)kn)],对 n = 0 to N-1
其中,F(k) 表示频域的复数函数,f(n) 表示时域的离散序列,N 是序列的长度,k 是频率索引。
这些公式描述了傅里叶变换的基本原理,将函数在时域的表示转换为频域的表示。傅里叶变换的频谱表示了信号在不同频率上的成分信息,它在信号处理、图像处理、通信等领域中得到广泛应用。需要注意的是,傅里叶变换有很多变体和衍生形式,上述公式只是其中的常用形式之一。
这个公式可以看做是将函数f(t)向基函数e^-iwt投影,F(w)就表示w对应基上的坐标。
傅里叶变换可以将一个信号分解成多个不同频率的正弦波的和,也可以将多个周期函数相加而合成一个任意函数。
2023-07-20