離散フーリエ変換 (DFT) は、離散時間信号の周波数コンテンツを分析するための重要なツールです。時間領域の N 個のサンプルを周波数領域の対応するシーケンスに変換します。各サンプルは特定の周波数成分を表します。
DFT の仕組みを理解するには、複素周波数領域で離散シーケンスを表す方法である z 変換について考えると役立ちます。z 変換では、シーケンスの項を合計し、各項に複素数の累乗を掛けます。特定の時点から始まり、前方に伸びるシーケンス (因果シーケンス) の場合、z 変換はシーケンスの長さに応じて無限または有限の和として表すことができます。
複素平面の単位円の周りの N 等間隔の点で z 変換を評価すると、DFT 係数に対応する値が得られます。これらの点は単位のルートであり、これらの点で z 変換を評価すると、特定の周波数で信号の周波数コンテンツが効果的にサンプリングされます。
したがって、DFT は、単位円上のこれらの正確な位置でのシーケンスの評価に重点を置いた、z 変換の特定のアプリケーションと見なすことができます。このプロセスでは、時間領域のシーケンスが周波数領域のシーケンスに変換され、離散時間信号のさまざまな周波数成分を分析できるようになります。
信号の周波数コンテンツを明らかにする DFT の機能は、デジタル信号処理やその他の関連分野での重要性を強調しています。オーディオ信号処理、画像分析、通信システムなどのアプリケーションで広く使用されています。さらに、高速フーリエ変換 (FFT) は、DFT の計算によく使用される効率的なアルゴリズムであり、信号のリアルタイム処理を可能にします。
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