圓周卷積

圓周卷積

兩個函式的圓周卷積是由他們的周期延伸所來定義的。周期延伸意思是把原本的函式平移某個周期 T 的整數倍後再全部加起來,所產生的新函式。

基本介紹

  • 中文名:圓周卷積
  • 外文名:Circular convolution
  • 特點:離散信號
  • 定義:周期 T 的整數倍
定義,離散序列,算法,另見,

定義

x(t) 的周期延伸可以寫成
兩個函式 x(t) 與 h(t) 的圓周卷積
可用兩種互相等價的方式來定義
其中
表示原本的(線性)卷積
類似的,對於離散信號(數列),可以定義周期 N 的圓周卷積

離散序列

類似地,對於離散序列和周期Ñ,我們可以寫出循環卷積的功能ħX為:
圓周卷積
其中積分的核心變換是循環矩陣

算法

離散信號的圓周卷積可以經由圓周卷積定理使用快速傅立葉變換(FFT)而有效率的計算。因此,若原本的(線性)卷積能轉換成圓周卷積來計算,會遠比直接計算更快速。考慮到長度L 和長度 M 的有限長度離散信號,做卷積之後會成為長度
的信號,因此只要把兩離散信號補上適當數目的零(zero-padding)成為 N 點信號,其中
,則它們的圓周卷積就與卷積相等。即可接著用 N 點 FFT 作計算。
用以上方法計算卷積時,若兩個信號長度相差很多,則較短者須補上相當多的零,太不經濟。而且在某些情況下,例如較短的 h[n] 是一個 FIR 濾波器而較長的 x[n] 是未知長度的輸入(像語音)時,直接用以上方法要等所有的輸入都收到後才能開始算輸出信號,太不方便。這時可以把 x[n] 分割成許多適當長度的區塊(稱為 block convolution),然後一段一段的處理。經過濾波後的段落再仔細的連線起來,藉由輸入或輸出的重疊來處理區塊連線的部份。這兩種做法分別稱為重疊-儲存之卷積法和重疊-相加之卷積法

另見

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們