傅里叶变换有哪些具体的应用

2024-05-16

1. 傅里叶变换有哪些具体的应用

傅里叶变换具体的应用如下:1、图像压缩,可以直接通过傅里叶系数来压缩数据,常用的离散余弦变换是傅立叶变换的实变换,傅里叶变换是将时域信号分解为不同频率的正弦信号或余弦函数叠加之和,连续情况下要求原始信号在一个周期内满足绝对可积条件;2、图像增强与图像去噪,绝大部分噪音都是图像的高频分量,通过低通滤波器来滤除高频噪声,边缘也是图像的高频分量,通过添加高频分量来增强原始图像的边缘,图像分割之边缘检测,提取图像高频分量;3、线性的积分变换,将信号在时域或空域和频域之间变换时使用,在物理学和工程学中有许多应用,在不同的研究领域,傅立叶变换具有多种不同的变体形式,如连续傅立叶变换和离散傅立叶变换。

傅里叶变换有哪些具体的应用

2. 傅里叶变换有哪些具体的应用?

具体的应用有,比如你想吃一个蛋糕,只是看着好看,但是这个好看,是从它的形状,颜色,材料搭配,气味,以及摆放的地方价格来吸引你的,也就是同个问题,用不同的维度要分析解释。
傅立叶变换,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,如连续傅立叶变换和离散傅立叶变换。最初傅立叶分析是作为热过程的解析分析的工具被提出的。

3. 傅里叶变换有哪些具体的应用

举个例子先,你看一场NBA比赛咋看?直接看直播不是;但是另外一种情况,我们还看这些东西,比如那些统计数据,得分,篮板,助攻,盖帽啥的。其实这些统计数据相当于从另外一种方法诠释了这场比赛。同理,对一个信号,我们一般看到的仅仅是它的时域波形,但在很多情况下,仅仅了解时域波形不足以了解这个函数的全部信息,因而我们需要从另外一个维度去看这个信号。傅里叶变换就是从频域看这个信号。而时域和频域转化的落脚点就是那两个经典的公式。举个经典的例子,函数f=cos(2πt),时域图像,就是一个余弦,你能从函数图像直接看到啥?最大值最小值 周期。。。再看他的傅里叶变换后的函数图像,仅仅是两个尖脉冲,这两个脉冲只在特定的频率处有值。我们从中可以明确看到这个函数的频率信息。对于复杂的信号,更是如此。 简单应用,滤波。。。举个简单例子,假如有两个信号f=cos(2πt)和f=cos(2000πt),但是现在两个信号混叠在一起,我们要把他们分离。对他们各自进行傅里叶变换后。很明显两个信号在频域特征特别容易分离,我们依据这个,适当采用滤波器。就能进行分离。复杂信号也是如此。
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傅里叶变换有哪些具体的应用

4. 傅里叶变换有哪些具体的应用

傅里叶变换的实质是将一个信号分离为无穷多多正弦/复指数信号的加成,也就是说,把信号变成正弦信号相加的形式——既然是无穷多个信号相加,那对于非周期信号来说,每个信号的加权应该都是零——但有密度上的差别,你可以对比概率论中的概率密度来思考一下——落到每一个点的概率都是无限小,但这些无限小是有差别的 

所以,傅里叶变换之后,横坐标即为分离出的正弦信号的频率,纵坐标对应的是加权密度

对于周期信号来说,因为确实可以提取出某些频率的正弦波成分,所以其加权不为零——在幅度谱上,表现为无限大——但这些无限大显然是有区别的,所以我们用冲激函数表示

傅里叶变换是把各种形式的信号用正弦信号表示,因此非正弦信号进行傅里叶变换,会得到与原信号频率不同的成分——都是原信号频率的整数倍。这些高频信号是用来修饰频率与原信号相同的正弦信号,使之趋近于原信号的。所以说,频谱上频率最低的一个峰(往往是幅度上最高的),就是原信号频率。

傅里叶变换把信号由时域转为频域,因此把不同频率的信号在时域上拼接起来进行傅里叶变换是没有意义的——实际情况下,我们隔一段时间采集一次信号进行变换,才能体现出信号在频域上随时间的变化。

5. 傅里叶变换有哪些具体的应用

傅氏变换就是为了换个变量看信号运动变化规律。例如原信号为 f(t),傅氏变换后成为 F(ω)。傅氏变换使自变量发生变化(t→ω),对应的函数变化为 f(t)→F(ω)。F(ω)一般为复函数,现将F(ω)写成极标式 F(ω)=|F(ω)|∠φ(ω),由|F(ω)|可得到模函数随ω的变化,由φ(ω)可得到幅角随ω的变化。。


傅里叶变换有哪些具体的应用

6. 傅里叶变换的意义和实际应用。

傅里叶变换的实质是将一个信号分离为无穷多多正弦/复指数信号的加成,也就是说,把信号变成正弦信号相加的形式——既然是无穷多个信号相加,那对于非周期信号来说,每个信号的加权应该都是零——但有密度上的差别,你可以对比概率论中的概率密度来思考一下——落到每一个点的概率都是无限小,但这些无限小是有差别的   
  
    所以,傅里叶变换之后,横坐标即为分离出的正弦信号的频率,纵坐标对应的是加权密度

    对于周期信号来说,因为确实可以提取出某些频率的正弦波成分,所以其加权不为零——在幅度谱上,表现为无限大——但这些无限大显然是有区别的,所以我们用冲激函数表示

    傅里叶变换是把各种形式的信号用正弦信号表示,因此非正弦信号进行傅里叶变换,会得到与原信号频率不同的成分——都是原信号频率的整数倍。这些高频信号是用来修饰频率与原信号相同的正弦信号,使之趋近于原信号的。所以说,频谱上频率最低的一个峰(往往是幅度上最高的),就是原信号频率。

    傅里叶变换把信号由时域转为频域,因此把不同频率的信号在时域上拼接起来进行傅里叶变换是没有意义的——实际情况下,我们隔一段时间采集一次信号进行变换,才能体现出信号在频域上随时间的变化。

7. 傅里叶变换有什么用?

傅里叶变换是数字信号处理领域一种很重要的算法。要知道傅里叶变换算法的意义,首先要了解傅里叶原理的意义。
傅里叶原理表明:任何连续测量的时序或信号,都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。而根据该原理创立的傅里叶变换算法利用直接测量到的原始信号,以累加方式来计算该信号中不同正弦波信号的频率、振幅和相位。
和傅里叶变换算法对应的是反傅里叶变换算法。该反变换从本质上说也是一种累加处理,这样就可以将单独改变的正弦波信号转换成一个信号。
因此,可以说,傅里叶变换将原来难以处理的时域信号转换成了易于分析的频域信号(信号的频谱),可以利用一些工具对这些频域信号进行处理、加工。最后还可以利用傅里叶反变换将这些频域信号转换成时域信号。
从现代数学的眼光来看,傅里叶变换是一种特殊的积分变换。它能将满足一定条件的某个函数表示成正弦基函数的线性组合或者积分。在不同的研究领域,傅里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。
在数学领域,尽管最初傅里叶分析是作为热过程的解析分析的工具,但是其思想方法仍然具有典型的还原论和分析主义的特征。"任意"的函数通过一定的分解,都能够表示为正弦函数的线性组合的形式,而正弦函数在物理上是被充分研究而相对简单的函数类:
1、傅里叶变换是线性算子,若赋予适当的范数,它还是酉算子;
2、傅里叶变换的逆变换容易求出,而且形式与正变换非常类似;
3、正弦基函数是微分运算的本征函数,从而使得线性微分方程的求解可以转化为常系数的代数方程的求解.在线性时不变杂的卷积运算为简单的乘积运算,从而提供了计算卷积的一种简单手段;
4、离散形式的傅里叶的物理系统内,频率是个不变的性质,从而系统对于复杂激励的响应可以通过组合其对不同频率正弦信号的响应来获取;
5、著名的卷积定理指出:傅里叶变换可以化复变换可以利用数字计算机快速的算出(其算法称为快速傅里叶变换算法(FFT))。
正是由于上述的良好性质,傅里叶变换在物理学、数论、组合数学、信号处理、概率、统计、密码学、声学、光学等领域都有着广泛的应用。

扩展资料
傅里叶生于法国中部欧塞尔(Auxerre)一个裁缝家庭,9岁时沦为孤儿,被当地一主教收养。1780年起就读于地方军校,1795年任巴黎综合工科大学助教,1798年随拿破仑军队远征埃及,受到拿破仑器重,回国后于1801年被任命为伊泽尔省格伦诺布尔地方长官。
傅里叶早在1807年就写成关于热传导的基本论文《热的传播》,向巴黎科学院呈交,但经拉格朗日、拉普拉斯和勒让德审阅后被科学院拒绝,1811年又提交了经修改的论文,该文获科学院大奖,却未正式发表。
傅里叶在论文中推导出著名的热传导方程 ,并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示,从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。傅里叶级数(即三角级数)、傅里叶分析等理论均由此创始。
傅里叶由于对传热理论的贡献于1817年当选为巴黎科学院院士。
1822年,傅里叶终于出版了专著《热的解析理论》(Theorieanalytique de la Chaleur ,Didot ,Paris,1822)。这部经典著作将欧拉、伯努利等人在一些特殊情形下应用的三角级数方法发展成内容丰富的一般理论,三角级数后来就以傅里叶的名字命名。
傅里叶应用三角级数求解热传导方程,为了处理无穷区域的热传导问题又导出了当前所称的“傅里叶积分”,这一切都极大地推动了偏微分方程边值问题的研究。
然而傅里叶的工作意义远不止此,它迫使人们对函数概念作修正、推广,特别是引起了对不连续函数的探讨;三角级数收敛性问题更刺激了集合论的诞生。因此,《热的解析理论》影响了整个19世纪分析严格化的进程。傅里叶1822年成为科学院终身秘书。
由于傅里叶极度痴迷热学,他认为热能包治百病,于是在一个夏天,他关上了家中的门窗,穿上厚厚的衣服,坐在火炉边,结果因CO中毒不幸身亡,1830年5月16日卒于法国巴黎。
参考资料来源:百度百科-傅立叶变换
参考资料来源:百度百科-傅立叶

傅里叶变换有什么用?

8. 傅里叶变换有什么用?

傅 立叶变换是数字信号处理领域一种很重要的算法。要知道傅立叶变换算法的意义,首先要了解傅立叶原理的意义。傅立叶原理表明:任何连续测量的时序或信号,都 可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。而根据该原理创立的傅立叶变换算法利用直接测量到的原始信号,以累加方式来计算该信号中不同正弦波信号的频 率、振幅和相位。
和傅立叶变换算法对应的是反傅立叶变换算法。该反变换从本质上说也是一种累加处理,这样就可以将单独改变的正弦波信号转换成一个信号
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