爲什麼FFT時域補0後,經FFT變換就是頻域進行內插?

應該這樣來理解這個問題:

       補0後的DFT(FFT是DFT的快速算法),實際上公式並沒變,變化的只是頻域項(如:補0前FFT計算得到的是m*2*pi/M處的頻域值, 而補0後得到的是n*2*pi/N處的頻域值), M爲原DFT長度,N變成了補0後的長度。將(-pi,pi)從原來的M份變成了N份,如果將補0前後的這些頻域值畫在座標上,其中m*2*pi/M和n*2*pi/N重合的部分,它所對應的頻域值(變換後的值)是不變的,而在原來的M份裏多了(N-M)份的分量,即在頻域內多了(N-M)份插值,這樣理解就清楚了。

    補零好處有二:
    其一是,可使數據點數爲2的整次冪,以便於使用FFT
    其二,對原數據起到了做插值的作用,一方面克服“欄柵”效應,使譜的外觀平滑,另一方面,由於對數據截短時引起的頻域泄漏,有可能在頻譜中出現一些難以確認的譜峯(見《數字信號處理》課本147頁圖6-13),補零後有可能消除這種現象。

    FFT補零:

    N 點DFT的頻譜分辨率是2π / N。柵欄效應一節指出可以通過補零觀察到更多的頻點(見《數字信號處理》課本148頁),但是這並不意味着補零能夠提高真正頻譜分辨率。這是因爲x[n] 實際上是x(t) 採樣的主值序列,而將x[n]補零得到的x'[n] 週期延拓之後與原來的序列並不相同,也不是x(t) 的採樣。因此已是不同離散信號的頻譜。對於補零至M點的x'的DFT,只能說它的分辨率2π / M僅具有計算上的意義,並不是真正的、物理意義上的頻譜。頻譜分辨率的提高只能在滿足採樣定理的條件下增加時域有效的採樣長度來實現(見《數字信號處理》課本146頁),而補零並不是時域信號的有效數據。

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