$\vspace{1pt}$SPECTRA OF PERIDOIC SIGNALS (3)

Analysis, Calculating the DFT

前々節の例2.を用いて、計算してみましょう。

 

MATH

$\vspace{1pt}$計算の基礎になる式は、EQUATION 8-4(Stevenさんの本、第8章)です。

MATH

MATH

MATH

 

MATH

MATH

$\vspace{1pt}\quad $

これと、例2.の複素数を使った計算結果$a_{k}$を比べると

MATH

$\quad $

これは、$ReX[k],ImX[k]$を夫々、N=8で割ってやれば、計算結果は一致します。

この差はなんでしょう?

Stevenさんは、説明してくれています。

'The difference occurs

because the frequency domain is defined as a spectral density.'

等々。(*Steven 'The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing' 16/28ページ chapter 8)

そもそも、EQUATION 8-4は、何をしているのでしょう?

$\qquad $The analysis equations for calculating the DFT.

MATH

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'In words, each sample in the frequency domain is found by multiplying the time

domain signal by the sine or cosine wave being looked for, and adding the

resulting points.'(*Steven 同)

例えば、k=1(周波数が1Hz)として

MATH

ですが、これは

元々の、タイムドメインの各要素$x_{i}$に、basis function $\ C_{1}[i]$の各要素、MATHを、サンプリング数分だけ、

順番に掛け合わせて、総和を取ったものです。

 

MATH

 

この操作は、correlation と言うのだそうです。(又、訳のわからないのが出てきたワン...)

 

convolutionと、よく似ていますが...

correlation については、(*Steven 14/18ページ chapter 7 The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing') 。

ちょっと、読んでみると、レーダーシステムに使われているようです。

'...trying to detect the target signal...Using correlation to detect a known waveform...matched filtering(chapter 17)' (*Steven 同 chater 7   page 18 )

が、keywordです。興味は、あります。

 

convolutionが

. a[n] * b[n] = c [n]

なら、correlationは

a[n] * b[−n] = c [n]

だそうです。

そう言えば、convolutionは、肺[k]h[n-k] で、逆に掛けてるなあ...

(今は、深入りせんとこ...)

 

 

結局、Periodic-Discreteな DFTは、correlation操作 を行っているようです。

'If someone asks you what you are doing, say with confidence:

"I am correlating the input signal with each basis function."'

(*Steven 18/28ページ chapter 8  同 )

 

「うーむ。 何か知らんけど、グレートな気分。」

 

 

H15.7.01

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