離散余弦變換

2021-09-06 23:19:22 字數 1227 閱讀 5352

首先膜拜下wikipedia:

我們已經知道dft將訊號變換為復指數訊號的線性組合,並且如果時域訊號是偶對稱的,那麼頻域將只有實部(復指數的余弦部分)。所以,如果將有限長訊號延拓為偶對稱的,就可以將其變換為余弦訊號的線性組合。

以下面的原始訊號作為例子

這個訊號的長度為4。

若原始訊號長度為n,那麼延拓後的時域週期為2n-2。

由於時域週期為2n-2,所以基頻為cos(2pi/(2n-2))。求和區間本應為[0, 2n-2-1],考慮到余弦函式是偶函式,求和區間可以限定為[0, n-1],同時對x[n]加權,並將求和結果乘以2。

一倍頻處,k=1,基函式為cos(πn/(n-1));

2n-3倍頻處,k=2n-3,基函式為cos(π(2n-3)n/(n-1))=cos(π(2n-2-1)n/(n-1))=cos(π(2n-2)n/(n-1) - πn/(n-1))=cos(πn/(n-1))。

即1倍頻和2n-3倍頻有相同的基函式。

因此,dct-1的結果x[k]與經過延拓後的時域訊號具有相同的對稱形式:

延拓後的時域週期為2n。

類似dct-1,可以分別計算出1倍頻和2n-1倍頻處的基函式,它們相差乙個負號。所以dct-ii的頻域和時域圖形*不*具備相同的對稱形式:

dct-ii變換式中的cos因子會出現非0相位,是因為拓展後的時域訊號是關於半訊號點對稱的,而cos的零相位點對著這個對稱點。

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