圆周卷积和线卷积 前言 在信号处理基础那篇博客中证明了时域的线卷积和频域DTFT相乘等价,但实际应用中用到的更多是DFT(FFT)变换和线卷积,因此也就没法应用此特性进行快速计算。幸运的是,频域的DFT相乘和时域的圆周卷积等价,因此只要在某种条件下,圆周卷积和线卷积等价,就可以利用FFT变换快速计算时域的线卷积。
圆周卷积和线卷积 有限长序列时移 有限长序列
,经过时移
位,序列变为
,两个序列进行DFT变换取级数的范围会不同,这给DFT研究带来不便,为了解决这个问题,把有线长序列的位移赋予一种新的解释,圆周移位,首先将序列周期扩展、移位,然后取主值区,将这种操作写为:
圆周卷积:
序列
长度为
,
长度为
,则线性卷积后的长度为
,假设圆周卷积长度为
,则当
时,圆周卷积的前
和线性卷积结果一样。 例子 举个例子:x=[1,1,1],h=[1,1,1,1],
,线性卷积过程为:
进行圆周卷积之前会对数据补齐为: x = [1 1 1 0 0 0] h = [1 1 1 1 0 0] 圆周卷积过程为:
对比运行过程可以发现,当圆周卷积长度
时,两个序列多余的交叠部分都是和0相乘的,因此圆周卷积结果的前
点和线卷积的结果一致。 所以通过选择FFT变换长度
时,可以利用FFT快速计算线卷积。 一个matlab例子,y1和y2的运行结果一致。 参考 [1] 信号与系统(第二版)郑君里
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