13 DFT变换的性质
DFT变换的性质
线性性质
\[
\begin{aligned}
y[n]&=ax[n]+bw[n]\xrightarrow{DFT}Y[k]=\sum_{n=0}^{N-1}(ax[n]+bw[n])W_N^{kn}\\
&=a\sum_{n=0}^{N-1}x[n]W_N^{kn}+b\sum_{n=0}^{N-1}w[n]W_N^{kn} \\
&=aX[k]+bW[k]
\end{aligned}
\]
时移性质
\[
\begin{aligned}
x[n-n_0]&\xrightarrow{DFT}\sum_{n=0}^{N-1}x[<n-n_0>_N]e^{-j\frac{2\pi k}{N}n} \\
&\xrightarrow{m=n-n_0}\sum_{m=-n_0}^{N-n_0-1}x[<m>_N]e^{-j\frac{2\pi k}{N}(m+n_0)} \\
&=W_{N}^{kn_0}\sum_{m=0}^{N-1}x[m]W_{N}^{km} \\
&=W_{N}^{kn_0}X[k]
\end{aligned}
\]
频移性质
\[
\begin{aligned}
W_N^{-k_0n}x[n]\xrightarrow{DFT}\sum_{n=0}^{N-1}x[n]W_N^{(k-k_0)n}=X[<k-k_0>_N]
\end{aligned}
\]
时域反转
\[
\begin{aligned}
x[<-n>_N]&\xrightarrow{DFT}\sum_{n=0}^{N-1}x[<-n>_N]W_{N}^{kn} \\
&\xrightarrow{m=-n}\sum_{m=-(N-1)}^{0}x[<m>_N]W_{N}^{-km} \\
&=\sum_{m=0}^{N-1}x[m]W_{N}^{-km} \\
&=X[<-k>_N]
\end{aligned}
\]
时域共轭
\[
\begin{aligned}
x^{*}[n]&\xrightarrow{DFT}\sum_{n=0}^{N-1}x^{*}[n]W_N^{kn} \\
&=(\sum_{n=0}^{N-1}x[n]W_N^{-kn})^{*} \\
&=X^{*}[<-k>_N]
\end{aligned}
\]
由上面两个可以推得
\[
\color{red}x^{*}[<-n>_N]\xrightarrow{DFT}X^{*}[k]
\]
对称性质
\[
x_{cs}[n]=\frac{1}{2}(x[n]+x^{*}[<-n>_N])\xrightarrow{DFT}\frac{1}{2}(X[k]+X^{*}[k])=X_{re}[k]
\]
\[
x_{ca}[n]=\frac{1}{2}(x[n]-x^{*}[<-n>_N])\xrightarrow{DFT}\frac{1}{2}(X[k]-X^{*}[k])=jX_{im}[k]
\]
\[
x_{re}[n]=\frac{1}{2}(x[n]+x^{*}[n])\xrightarrow{DFT}\frac{1}{2}(X[k]+X^{*}[<-k>_N])=X_{cs}[k]
\]
\[
jx_{im}[n]=\frac{1}{2}(x[n]-x^{*}[n])\xrightarrow{DFT}\frac{1}{2}(X[k]-X^{*}[<-k>_N])=X_{ca}[k]
\]
卷积性质
假设\(x[n],w[n]\)都是长度为\(N\)的有限长序列,它们的DFT分别为\(X[k],W[k]\),假设它们的有值区间为\(0 \leq n \leq N-1\),那么它们进行圆周卷积的DFT为:
\[
\begin{aligned}
x[n]\otimes w[n]&=\sum_{m=0}^{N-1}x[m]w[<n-m>_N] \\
&\xrightarrow{DFT}\sum_{n=0}^{N-1}\sum_{m=0}^{N-1}x[m]w[<n-m>_N]W_N^{kn} \\
&=\sum_{m=0}^{N-1}x[m]\sum_{n=0}^{N-1}\frac{1}{N}\sum_{r=0}^{N-1}W[r]W_N^{r(n-m)}W_N^{kn} \\
&=\sum_{m=0}^{N-1}x[m]\sum_{r=0}^{N-1}W[r]W_N^{km}(\frac{1}{N}\sum_{n=0}^{N-1}W_N^{k-r}) \\
&=\sum_{m=0}^{N-1}x[m]W_N^{km}W[k] \\
&=X[k]W[k]
\end{aligned}
\]
上式中用到了
\[
\frac{1}{N}\sum_{n=0}^{N-1}W_N^{k-r}=
\begin{cases}
1, k -r = lN , \, l=0,1,...\\
0, 其它
\end{cases}
\]
Parseval定理
\[
\begin{aligned}
\sum_{n=0}^{N-1}x[n]y^{*}[n]&=\sum_{n=0}^{N-1}x[n](\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}Y[k]W_N^{-kn})^{*}\\
&=\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}Y^{*}[k]\sum_{n=0}^{N-1}x[n]W_N^{kn}\\
&=\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}X[k]Y^{*}[k]
\end{aligned}
\]
特别的,当\(x[n]=y[n]\)时
\[
\sum_{n=0}^{N-1}\vert x[n]\vert^2=\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}\vert X[k]\vert^2
\]
13 DFT变换的性质的更多相关文章
- 《图像处理实例》 之 目标旋转矫正(基于区域提取、DFT变换)
目标:1.把矩形旋转正. 2.把文字旋转校正. ...
- 08 DTFT变换的性质
DTFT变换的性质 线性性质 设 \[ x[n]\xrightarrow{DTFT}X(e^{jw})\quad y[n]\xrightarrow{DTFT}Y(e^{jw}) \] 则 \[ \ ...
- z变换的性质
z变换的许多重要性质在数字信号处理中常常要用到. 序列 z变换 收敛域 1)x(n) X(z) Rx-< |z| <Rx+ 2)y(n) Y(z) Ry-< |z| <Ry+ ...
- 为什么要进行傅立叶变换?傅立叶变换究竟有何意义?如何用Matlab实现快速傅立叶变换
写在最前面:本文是我阅读了多篇相关文章后对它们进行分析重组整合而得,绝大部分内容非我所原创.在此向多位原创作者致敬!!!一.傅立叶变换的由来关于傅立叶变换,无论是书本还是在网上可以很容易找到关于傅立叶 ...
- 【转】由DFT推导出DCT
原文地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_626631420100xvxd.htm 已知离散傅里叶变换(DFT)为: 由于许多要处理的信号都是实信号,在使用DFT时由于傅 ...
- z 变换
1. z 变换 单位脉冲响应为 \(h[n]\) 的离散时间线性时不变系统对复指数输入 \(z^n\) 的响应 \(y[n]\) 为 \[ \tag{1} y[n] = H(z) z^{n}\] 式中 ...
- 高速数论变换(NTT)
今天的A题.裸的ntt,但我不会,于是白送了50分. 于是跑来学一下ntt. 题面非常easy.就懒得贴了,那不是我要说的重点. 重点是NTT,也称高速数论变换. 在非常多问题中,我们可能会遇到在模意 ...
- 【转】小解DCT与DFT
这学期当本科生数字图像处理的助教老师,为使学生更好地理解DCF和DFT之间的关系给出三题,大家可以思考一下,看一下自己对这些最简单的变换是否真正理解. 1.求解序列f(n)=[2,3,3,4,4,3, ...
- 离散傅里叶变换(DFT)
目录 一.研究的意义 二.DFT的定义 三.DFT与傅里叶变换和Z变换的关系 四.DFT的周期性 五.matlab实验 五.1 程序 ...
随机推荐
- AcWing 908. 最大不相交区间数量
//1.将每个区间按右端点从小到大排序 //2.从前往后依次枚举每个区间,如果当前区间中已经包含点,就直接跳过,否则,选择当前区间的右端点 //选右端点的话,可以尽可能的包含在多个区间里 //那么选的 ...
- <meta charset="utf-8" name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, minimum-scale=0.5, maximum-scale=2.0, user-scalable=yes"/>
<meta charset="utf-8" name="viewport" content="width=device-width, initi ...
- How To Use These LED Garden Lights
Are you considering the lighting options for the outdoor garden? Depending on how you use it, LED ga ...
- truffle编译合约常见问题及其在私链上的部署与交互
一.初始化truffle项目 truffle init //初始化truffle项目文件夹 将写好的合约文件放到contract文件夹中 truffle compile //编译合约 (注意!! ...
- Ugly Number Gym - 101875B (最小表示法)
题意:给你一串长度为n的数,这个数可以将后面的数挪到前面来,如果没有小于最开始的那个数的话就输出YES,否则输出NO 题解:如果后面有数字小于第一个数的话就肯定是NO了,这题的坑点就是如果前面很长一串 ...
- centos6.5下安装mysql数据库
centos6.5下安装mysql数据库 1.安装mysql数据库:yum install mysql-server 2.临时启动数据库:service mysqld start 3.开机启动数据库: ...
- 【visio】数据流图
率属于 软件和数据库 又名 Gane-Sarson图,数据流图示描述系统数据流程关系的工具,它可以综合的反映出数据在系统中的来源.流动.处理和存储情况,可以将数据流形象具体的表现出来. 在大型项目中, ...
- AcWing 868. 筛质数 线性筛法
#include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; ; int primes[N], cnt; bool ...
- [2020BUAA软工助教]第1次个人作业
热身作业(阅读) 一.前言 我认为人生就是一次次地从<存在>到<光明>. 二.软件工程师的成长 博客索引 同学们在上这门课的时候基本都是大三,觉得在大学里,到教室来听课有意思么 ...
- const和defin区别
(1)类型的安全性检查:const常量有数据类型,而define定义宏常量没有数据类型.则编译器可以对前者进行类型安全检查,而对后者只进行字符替换,没有类型安全检查(字符替换时可能会产生意料不到的错误 ...