FFTのポイント数によるFFT出力のスケーリング


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一部の信号のNポイントFFTを計算するとき、結果は常にNで除算されます。これがNポイントの合計に当てはまる理由は理解できますが、FFT操作の結果は長さNのベクトルではなく、合計よりも。では、FFTの出力である長さNのベクトルが、FFTの計算に使用されるポイント数(N)でスケーリングされるのはなぜですか。ありがとう。


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dsp.stackexchange.comに所属
Jason S

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これはDSP.SEに移行しなければならない
endolith

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@endolithはDSP.SEでより良いかもしれませんが、移行される可能性はほとんどありません。モデレーターは60日以上経過した質問に対してそれを行うことができないため、Stack Exchangeの従業員が関与する必要があります。彼らが古い質問を移行することは彼らがその時間制限を削除する価値があると思ったかどうか私は推測します。
PeterJ 2015

回答:


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違いは、デジタルフーリエ変換(およびFFT)は、Nサンプルの合計を含むサイズN(場合によってはM)のベクトルを与えることです。

したがって、基本的に、FFT変換の各ポイントは、時間ベースのサンプルの特定の時間間隔にわたる合計の結果です。そのため、Nで割ります。

このように考えることができます。信号のNサンプルの間隔をとります。次に、基本的にすべてのサンプルをN回合計しますが、毎回異なる関数に対してそれらを乗算します。これにより、特定の周波数(またはより正確には周波数範囲)の情報を抽出できます。

最後に、要約すると、それぞれが時間間隔に関連付けられているN個のサンプルではなく、N個のサンプル(以前のように)がありますが、各サンプルは間隔全体に関連しており、特定の周波数範囲の信号のコンポーネントを記述しています。

完全を期すために、フーリエ変換には4つのケースがあります。

  1. 連続的な周波数応答を与える、有限間隔での時間的な連続信号の連続フーリエ変換。

  2. フーリエ級数、連続的かつ周期的な信号を取り、離散的な一連の高調波を与えるため、離散的な周波数成分を持つ;

  3. 時間離散フーリエ変換、(2)の逆数。時間離散離散信号から周波数領域で周期関数を与える。

  4. デジタルフーリエ変換。離散的で周期的な信号を取り、離散的で周期的なスペクトルを提供します。

したがって、周期的信号を変換すると離散スペクトルが得られ、逆も同様です。


ああ、私はFFT出力の各ポイントが時間領域入力のすべてのポイントの合計であることを理解していませんでした。ありがとう。
ジョン

4.「デジタルフーリエ変換」は「離散フーリエ変換」であるべきですか?これはFFTとほぼ同じです。
Volker Siegel

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1 / Nスケーリング係数は、ほぼ任意に配置されます。スケーリングされていないFFTに続いて、まったく同じ複素指数回転因子を使用するスケーリングされていないIFFTは、入力ベクトルにスケーラーNを乗算します。一部のFFT / IFFT実装ペアは、FFTを1 / Nでスケーリングするもの、IFFTを1 / Nでスケーリングするもの、両方を1 / sqrt(N)でスケーリングするものがあります。


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+1は、FFT / IFFTのスケーリングファクターが配置される場所に関するさまざまな規則について言及するためのものです。
Paul R
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