关于卷积的两种手算方法见链接
matlab中fft函数是对序列做DFT,第二个参数是采样点的数量,当缺省时,默认为输入信号序列的长度;当大于信号序列的长度时候,对输入序列后面补零计算,频域信号的分辨率因此而变细,但是这时候的分辨率是伪分辨率。
设定信号序列s1,length(s1) = 9
s1 = [1,7,8,9,5,4,6,3,2]
调用fft函数,对s1进行傅里叶变换
plot(real(fft(s1)))
结果如下
将第二个参数设置成100
figure
plot(real(fft(s1,100)))
结果为
通过对比可以看出,补零进行傅里叶变换的结果是频域图形的分辨率变高了,但仍应注意此时候的分辨率是伪分辨率。
因为 DTFT(卷积(s1,s2)) = DTFT(s1,n+m-1)*DTFT(s2,n+m-1),因此想通过Matlab中的fft函数获得线卷积的,可以通过conv 或者 IDFT(DTFT(s1,n+m-1)*DTFT(s2,n+m-1))两种方法获得。
同时以上的fft(s1,N).*fft(s2,N)也符合循环卷积的频域表现形式,也就是说IDTFT(DTFT(s1)*DTFT(s2))) 是s1、s2的循环卷积。
因此对于conv(s1,s2) 这种计算量比较大的计算需求,就先补零等价转换成循环卷积 计算,再各自转换到频域相乘以缩减计算量,相乘后通过IDTFT回到时域就是循环卷积的结果,也就是conv(s1,s2)的结果了,当s1、s2的序列越长,计算资源的节省效果就越明显。
PS:通过以上分析也可以看出,
通过ifft(fft(s1).*fft(s2))算出来的不是s1、s2的卷积结果,而是他们的循环卷积结果,要计算卷积结果可以通过conv(s1,s2)进行计算。