diff --git a/source/_data/styles.styl b/source/_data/styles.styl index c4b99e9..fcfdc7c 100644 --- a/source/_data/styles.styl +++ b/source/_data/styles.styl @@ -27,8 +27,14 @@ body{ } } - // 修复不蒜子显示属性被 hexo-helper-live2d 覆盖 #busuanzi_container_site_uv, #busuanzi_container_site_pv, #busuanzi_container_page_pv { display: inline !important; } + +// solve line overflow of numbered equations +// Ref: https://github.com/mathjax/MathJax/issues/2562 +// Ref: https://github.com/mathjax/MathJax/issues/2280 +mjx-container.MathJax.CtxtMenu_Attached_0 { + min-width: auto !important; +} diff --git a/source/_posts/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues.md b/source/_posts/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues.md deleted file mode 100644 index c26fcfb..0000000 --- a/source/_posts/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues.md +++ /dev/null @@ -1,138 +0,0 @@ ---- -title: Hexo NexT 主题不蒜子相关问题汇总 -tags: - - 博客 - - Hexo - - Next -categories: - - [Blog, Hexo] -abbrlink: e96c9b26 -copyright: true -comments: true -date: 2020-11-27 11:15:21 ---- - -# 什么是不蒜子 - -[不蒜子](https://busuanzi.ibruce.info/)是 [Bruce](http://ibruce.info/) 开发的一款轻量级的网页计数器,可以将网站访问计数直接显示在网页上。 - -# 启用不蒜子 - -NexT 预置了不蒜子提供的网页计数功能。只需要在配置文件中启用即可。 - -``` yaml next/_config.yml -# Show Views / Visitors of the website / page with busuanzi. -# Get more information on http://ibruce.info/2015/04/04/busuanzi -busuanzi_count: - enable: true # 启用不蒜子 - total_visitors: true # 网站总访客数 - total_visitors_icon: fa fa-user - total_views: true # 网站总浏览数 - total_views_icon: fa fa-eye - post_views: true # 文章浏览数 - post_views_icon: fa fa-eye -``` - -# 不蒜子和 Live2D 冲突的问题 (2020-11-27) - - - -> Hexo 版本:5.2.0 -> -> NexT 版本:8.0.2 -> -> 不蒜子版本: 2.3 - -## 问题描述 - -添加 Live2D 前的不蒜子显示情况如下。 - -![添加 Live2D 前单篇博客的不蒜子显示情况](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-010-Live2D-01.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) - -![添加 Live2D 前网站的不蒜子显示情况](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-020-Live2D-02.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) - -添加 Live2D 后,不蒜子在页面中不显示。 - -![添加 Live2D 后单篇博客的不蒜子显示情况](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-030-Live2D-03.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) - -![添加 Live2D 后网站的不蒜子显示情况](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-040-Live2D-04.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) - -## 问题原因 - -经查,添加 Live2D 后网页的不蒜子部分源码的 `style` 从 `"display: inline;"` 替换为了 `"display: none;"`。 - -``` html 不蒜子不正常显示的网页源码 - -``` - -``` html 不蒜子正常显示的网页源码 - - - - - 阅读次数: - 18 - -``` - -## 解决方法 - -在网页生成引擎中修改代码,去掉不蒜子部分的 `id` 和 `style` 属性,重新生成网页即可解决该问题。若将 `class` 属性一并删除,会导不蒜子部分和前面的其他显示部分缺少分隔符,如下图。 - -![ ](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-050-Delimeter-01.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) - -具体需要修改两个文件,`next/layout/_third-party/statistics/busuanzi-counter.swig` 中修改的是网页页脚部分的不蒜子显示,`next/layout/_macro/post.swig` 中修改的博客文章阅览数的不蒜子显示。 - -``` html next/layout/_third-party/statistics/busuanzi-counter.swig -{%- if theme.busuanzi_count.total_visitors %} - - - -{%- endif %} - - - -{%- if theme.busuanzi_count.total_views %} - - - -{%- endif %} -``` - -``` html next/layout/_macro/post.swig -{%- if not is_index and theme.busuanzi_count.enable and theme.busuanzi_count.post_views %} - - - -{%- endif %} -``` - -# 不蒜子和 Live2D 冲突的问题 (2023-04-08) - -> Hexo 版本:6.3.0 -> -> NexT 版本:8.15.1 -> -> 不蒜子版本: 2.3 - -重新捣鼓博客的时候发现不蒜子又不显示了,依然已经不维护的 `hexo-helper-live2d` 插件导致的。2020 年的方法写的模棱两可,NexT 的一些网页架构也有了细微改变,因此将新的解决方法附于下方。很多方法是通过直接修改 NexT 主题下的源文件实现的,但是 NexT 并不推荐这样的写法,因为主题目录下的文件是会随着主题更新而被覆盖的,而且不便于使用 Git 管理。经过寻找,在 NexT 的 Github Issues 中找到了优雅的解决方法。 - -在 `source/_data/styles.styl` 中添加如下代码即可解决。 - -``` styl source/_data/styles.styl -#busuanzi_container_site_uv, #busuanzi_container_site_pv, #busuanzi_container_page_pv { - display: inline !important; -} -``` - -> REF: -> -> 1. 上述解决方法来源:[【必读】更新说明及常见问题](https://github.com/next-theme/hexo-theme-next/issues/4#issuecomment-690864794) -> -> 2. 这篇文章分析了 `hexo-helper-live2d` 插件导致不蒜子不显示的根本原因:[busuanzi 访问量统计与 live2d 插件同时使用导致 busuanzi 不显示的根本原因以及解决方法](https://ouuan.moe/post/2022/08/busuanzi-and-live2d) diff --git a/source/_posts/2020-11-28-hexo-miscellaneous.md b/source/_posts/2020-11-28-hexo-miscellaneous.md index cd6c591..296f140 100644 --- a/source/_posts/2020-11-28-hexo-miscellaneous.md +++ b/source/_posts/2020-11-28-hexo-miscellaneous.md @@ -4,6 +4,8 @@ tags: - 博客 - Hexo - Next + - 不蒜子 + - Tag Cloud categories: - - Blog - Hexo @@ -12,19 +14,112 @@ abbrlink: b158f1b4 date: 2020-11-28 01:27:30 --- +# 主题安装 -# 瞎折腾/~~美化~~侧边栏 +NexT 官方提供了两种安装主题的方式,一种是使用将主题作为 node.js 的 Package,直接使用 `npm install` 命令进行安装,另一种是将主题 `git clone` 到 `/theme.next` 目录下。 -在博客根目录下的 `source/_data` 文件夹中新建 `sidebar.swig` 文件。 +这里更推荐将 NexT 主题作为 node.js 的 Package 进行安装,可以让整个博客文件夹更加紧凑,也方便使用 `npm` 管理版本。安装最新 Release 版 NexT 主题的命令如下: + +``` bash +npm install hexo-theme-next@latest +``` + +安装完成后在 Hexo 的配置中将主题切换为 `next` 即可,即 + +``` diff _config.yml +- theme: landscape ++ theme: next +``` + + + +# 环境依赖 + +> 更新于 2023 年 4 月 15 日 + +| Package 名称 | 版本 | +| :--------------------------: | :------: | +| `hexo` | `6.3.0` | +| `hexo-abbrlink` | `2.2.1` | +| `hexo-deployer-git` | `4.0.0` | +| `hexo-filter-github-emojis` | `3.0.5` | +| `hexo-generator-archive` | `2.0.0` | +| `hexo-generator-category` | `2.0.0` | +| `hexo-generator-index` | `3.0.0` | +| `hexo-generator-searchdb` | `1.4.1` | +| `hexo-generator-sitemap` | `3.0.1` | +| `hexo-generator-tag` | `2.0.0` | +| `hexo-helper-live2d` | `3.1.1` | +| `hexo-neat` | `1.0.9` | +| `hexo-related-popular-posts` | `5.0.1` | +| `hexo-related-posts` | `1.5.1` | +| `hexo-renderer-ejs` | `2.0.0` | +| `hexo-renderer-pandoc` | `0.3.1` | +| `hexo-renderer-stylus` | `2.1.0` | +| `hexo-server` | `3.0.0` | +| `hexo-tag-cloud` | `2.1.*` | +| `hexo-theme-landscape` | `0.0.3` | +| `hexo-theme-next` | `8.15.1` | +| `hexo-word-counter` | `0.1.0` | + +# 侧边栏 + +## 新建侧边栏配置文件 + +> 由于 NexT 8.0.0 版本后将 `.swig` 模板换成了 `.njk` 模板,因此不同版本需要额外区分。 + +{% tabs New Sidebar Config %} + +在博客根目录下的 `source/_data` 文件夹中新建 `sidebar.njk` 文件,并在 NexT 主题配置中启用文件。 + +``` diff _config.next.yml + custom_file_path: +- #sidebar: source/_data/sidebar.njk ++ sidebar: source/_data/sidebar.njk +``` + + + +在博客根目录下的 `source/_data` 文件夹中新建 `sidebar.swig` 文件,并在 NexT 主题配置中启用文件。 + +``` diff _config.next.yml + custom_file_path: +- #sidebar: source/_data/sidebar.swig ++ sidebar: source/_data/sidebar.swig +``` + + +{% endtabs %} ## 添加 Tag Cloud -安装 `hexo-tag-cloud` 插件。 +首先安装 [`hexo-tag-cloud`](https://github.com/D0n9X1n/hexo-tag-cloud) 插件。 ``` shell npm install hexo-tag-cloud --save ``` +{% tabs Sidebar tag cloud %} + +添加相关代码写入 `sidebar.njk`。不喜欢标题的把 `

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` 去掉即可。 + +``` html source/_data/sidebar.njk +{% if site.tags.length > 1 %} + + +
+

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+
+ + {{ list_tags() }} + +
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+{% endif %} +``` + + + 添加相关代码写入 `sidebar.swig`。不喜欢标题的把 `

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` 去掉即可。 ``` html source/_data/sidebar.swig @@ -41,26 +136,22 @@ npm install hexo-tag-cloud --save {% endif %} ``` + - +{% endtabs %} -# 瞎折腾/~~美化~~页面 +# 页面 在博客根目录下的 `source/_data` 文件夹中新建 `variables.styl` 文件。 -``` shell -cd hexo -vi source/_data/variables.styl -``` - ## 页面圆角 在 `variables.styl` 文件里添加圆角半径值 ``` stylus source/_data/variables.styl // 圆角设置 -$border-radius-inner = 0px; // 内部圆角半径 -$border-radius = 8px; // 外部圆角半径 +$border-radius-inner = 10px; +$border-radius = 10px; ``` # 需要修改源代码的操作 @@ -91,7 +182,158 @@ initSidebarDimension: function() { }, ``` -- 参考文档:[Hexo Next 博客自定义配置 -> 更改-sidebar-大小](https://yi-yun.github.io/Hexo-Next-Custom/#更改-sidebar-大小https://yi-yun.github.io/Hexo-Next-Custom/#更改-sidebar-大小) +- 参考文档:[Hexo Next 博客自定义配置 -> 更改-sidebar-大小](https://yi-yun.github.io/Hexo-Next-Custom/#更改-sidebar-大小) + +# 数学公式 + +## MathJax 渲染带编号公式导致行溢出的问题 + +在移植博客的时候发现,带编号的长公式(如 `equation` 和 `align` 环境)在窄屏幕上(如手机)显示时会出现行溢出的问题,通过 Google Chrome 检查了一番发现,`mjx-container` 在渲染后会多出 `min-width` 属性,且每个公式的 `min-width` 不同,导致 `overflow` 无法触发,因为 `min-width` 和公式宽度是相等的,不会存在 Overflow 的情况。 + +``` css +element.style { + font-size: 121.3%; + min-width: 35.348em; + position: relative; +} +``` + +MathJax 的 [Github Issue](https://github.com/mathjax/MathJax/issues/2280) 中也出现了类似讨论,官方将这种行为解释为“为了避免公式和编号重叠”而做出的选择。然而实际操作中发现,在 Google Chrome 检查页面中,将 `min-width` 手动修改为 `0` 后,可以正常触发 Overflow,并生成水平方向的 Scroll Bar,且公式和编号没有重叠。 + +因此突发奇想,能不能指定 `!important` 属性,将生成的 `min-width` 强行覆盖掉呢?于是做了如下尝试: + +``` stylus source/_data/styles.styl +mjx-container.MathJax.CtxtMenu_Attached_0 { + min-width: auto !important; +} +``` + +然后带编号的公式就可以正常显示 Scroll Bar 了! + +# 不蒜子 + +## 什么是不蒜子 + +[不蒜子](https://busuanzi.ibruce.info/)是 [Bruce](http://ibruce.info/) 开发的一款轻量级的网页计数器,可以将网站访问计数直接显示在网页上。 + +## 启用不蒜子 + +NexT 预置了不蒜子提供的网页计数功能。只需要在配置文件中启用即可。 + +``` yaml next/_config.yml +# Show Views / Visitors of the website / page with busuanzi. +# Get more information on http://ibruce.info/2015/04/04/busuanzi +busuanzi_count: + enable: true # 启用不蒜子 + total_visitors: true # 网站总访客数 + total_visitors_icon: fa fa-user + total_views: true # 网站总浏览数 + total_views_icon: fa fa-eye + post_views: true # 文章浏览数 + post_views_icon: fa fa-eye +``` + +## 不蒜子和 Live2D 冲突的问题 (2020-11-27) + +> Hexo 版本:5.2.0 +> +> NexT 版本:8.0.2 +> +> 不蒜子版本: 2.3 + +### 问题描述 + +添加 Live2D 前的不蒜子显示情况如下。 + +![添加 Live2D 前单篇博客的不蒜子显示情况](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-010-Live2D-01.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) + +![添加 Live2D 前网站的不蒜子显示情况](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-020-Live2D-02.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) + +添加 Live2D 后,不蒜子在页面中不显示。 + +![添加 Live2D 后单篇博客的不蒜子显示情况](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-030-Live2D-03.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) + +![添加 Live2D 后网站的不蒜子显示情况](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-040-Live2D-04.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) + +### 问题原因 + +经查,添加 Live2D 后网页的不蒜子部分源码的 `style` 从 `"display: inline;"` 替换为了 `"display: none;"`。 + +``` html 不蒜子不正常显示的网页源码 + +``` + +``` html 不蒜子正常显示的网页源码 + + + + 18 + +``` + +### 解决方法 + +在网页生成引擎中修改代码,去掉不蒜子部分的 `id` 和 `style` 属性,重新生成网页即可解决该问题。若将 `class` 属性一并删除,会导不蒜子部分和前面的其他显示部分缺少分隔符,如下图。 + +![ ](https://josh-blog-1257563604.cos.ap-beijing.myqcloud.com/img/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues/2020-11-27-hexo-next-busuanzi-issues-050-Delimeter-01.png?imageMogr2/thumbnail/!100p|watermark/2/text/QEpvc2ggR2Fv/font/YWhyb25iZC50dGY=/fontsize/14/dissolve/20/gravity/southeast/dx/5/dy/5) + +具体需要修改两个文件,`next/layout/_third-party/statistics/busuanzi-counter.swig` 中修改的是网页页脚部分的不蒜子显示,`next/layout/_macro/post.swig` 中修改的博客文章阅览数的不蒜子显示。 + +``` html next/layout/_third-party/statistics/busuanzi-counter.swig +{%- if theme.busuanzi_count.total_visitors %} + + + +{%- endif %} + + + +{%- if theme.busuanzi_count.total_views %} + + + +{%- endif %} +``` + +``` html next/layout/_macro/post.swig +{%- if not is_index and theme.busuanzi_count.enable and theme.busuanzi_count.post_views %} + + + +{%- endif %} +``` + +## 不蒜子和 Live2D 冲突的问题 (2023-04-08) + +> Hexo 版本:6.3.0 +> +> NexT 版本:8.15.1 +> +> 不蒜子版本: 2.3 + +重新捣鼓博客的时候发现不蒜子又不显示了,依然已经不维护的 `hexo-helper-live2d` 插件导致的。2020 年的方法写的模棱两可,NexT 的一些网页架构也有了细微改变,因此将新的解决方法附于下方。很多方法是通过直接修改 NexT 主题下的源文件实现的,但是 NexT 并不推荐这样的写法,因为主题目录下的文件是会随着主题更新而被覆盖的,而且不便于使用 Git 管理。经过寻找,在 NexT 的 Github Issues 中找到了优雅的解决方法。 + +在 `source/_data/styles.styl` 中添加如下代码即可解决。 + +``` styl source/_data/styles.styl +#busuanzi_container_site_uv, #busuanzi_container_site_pv, #busuanzi_container_page_pv { + display: inline !important; +} +``` + +> REF: +> +> 1. 上述解决方法来源:[【必读】更新说明及常见问题](https://github.com/next-theme/hexo-theme-next/issues/4#issuecomment-690864794) +> +> 2. 这篇文章分析了 `hexo-helper-live2d` 插件导致不蒜子不显示的根本原因:[busuanzi 访问量统计与 live2d 插件同时使用导致 busuanzi 不显示的根本原因以及解决方法](https://ouuan.moe/post/2022/08/busuanzi-and-live2d) # 重装系统后配置 Hexo-Next diff --git a/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-1.md b/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-1.md index 5971dbf..e873197 100644 --- a/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-1.md +++ b/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-1.md @@ -66,12 +66,10 @@ p_\delta\left(t\right)=\sum_{n=-\infty}^{\infty}\delta\left(t-nT\right)=\frac{1}   理想取样信号 $\hat{x}\left(t\right)$ 的傅里叶变换(取样角频率 $\Omega_s=\dfrac{2\pi}{T}$) -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} \hat{X}\left(j\Omega\right)&=\int_{-\infty}^{\infty}{\hat{x}\left(t\right)e^{-j\Omega t}\mathrm{d}t}=\int_{-\infty}^{\infty}{x_a\left(t\right)p_\delta\left(t\right)e^{-j\Omega t}\mathrm{d}t}\\ &=\frac{1}{T}\int_{-\infty}^{\infty}{x_a\left(t\right)\sum_{m=-\infty}^{\infty}{e^{jm\Omega_st}e^{-j\Omega t}}\mathrm{d}t}=\frac{1}{T}\sum_{m=-\infty}^{\infty}\int_{-\infty}^{\infty}{x_a\left(t\right)e^{-j\left(\Omega-m\Omega_s\right)t}\mathrm{d}t} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 与连续时间信号 $x_a\left(t\right)$ 的傅里叶变换对比 @@ -90,24 +88,20 @@ $$\begin{equation}   设有输入连续时间信号 $x_a\left(t\right)$,取样信号 $\hat{x}\left(t\right)$,幅度为 $1$ 重复周期为 $T$ 宽度为 $\tau$ 的周期取样脉冲 $p\left(t\right)$。取样脉冲的傅里叶变换[^3]为 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} p\left( t \right) =\begin{cases} 1,&0<\left| t \right|<\dfrac{\tau}{2}\\ 0,&\dfrac{\tau}{2}<\left| t \right|<\dfrac{T}{2}\\ \end{cases} 且p\left(t+T\right)=p\left(t\right) \xleftrightarrow{\text{Fourier Transform}} P\left(j\Omega\right)=\sum_{m=-\infty}^{\infty}\frac{2\sin{\left(\dfrac{m\pi\tau}{T}\right)}}{m}\delta\left(\Omega-\frac{2\pi}{T}\right) -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 则取样信号 $\hat{x}\left(t\right)$ 的频谱 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} \hat{X}\left(j\Omega\right)&=\dfrac{1}{2\pi}X_a\left(j\Omega\right)\ast P\left(j\Omega\right)=\dfrac{1}{2\pi}\sum_{m=-\infty}^{\infty}\dfrac{2\sin{\left(\dfrac{m\pi\tau}{T}\right)}}{m}X_a\left[j\left(\Omega-m\frac{2\pi}{T}\right)\right]\\ &=\frac{\tau}{T}\sum_{m=-\infty}^{\infty}Sa\left(\frac{m\pi\tau}{T}\right)X_a\left[j\left(\Omega-m\frac{2\pi}{T}\right)\right] -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 其中 @@ -143,13 +137,11 @@ h_a\left( t \right) =\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}{H\left( j\Omega \righ 则由时域卷积定理[^5] -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} y\left(t\right)&=\hat{x}\left(t\right)\ast h_a\left(t\right)=\int_{-\infty}^{\infty}{\hat{x}\left(t\right)h_a\left(t-\tau\right)d\tau}=\int_{-\infty}^{\infty}{\left[\sum_{n=-\infty}^{\infty}{x_a\left(\tau\right)\delta\left(\tau-nT\right)}\right]h_a\left(t-\tau\right)d\tau}\\ &=\sum_{n=-\infty}^{\infty}\int_{-\infty}^{\infty}{x_a\left(\tau\right)h_a\left(t-\tau\right)\delta\left(\tau-nT\right)d\tau}=\sum_{n=-\infty}^{\infty}{x_a\left(nT\right)h_a\left(t-nT\right)}\\ &=\sum_{n=-\infty}^{\infty}{x_a\left(nT\right)\dfrac{\sin{\dfrac{\pi}{T}\left(t-nT\right)}}{\dfrac{\pi}{T}\left(t-nT\right)}=x_a\left(t\right)} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 其中内插函数 @@ -209,12 +201,10 @@ x\left(n\right)=\sum_{k=-\infty}^{\infty}x\left(k\right)\delta\left(n-k\right) 由此,线性时不变系统的输出可表示为 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} y\left(n\right)&=T\left[x\left(n\right)\right]=T\left[\sum_{k=-\infty}^{\infty}x\left(k\right)\delta\left(n-k\right)\right]\\ &\xlongequal{\text{叠加性、均匀性}}\sum_{k=-\infty}^{\infty}{x\left( k \right)}T\left[ \delta \left( n-k \right) \right] \xlongequal{\text{非时变性}}\sum_{k=-\infty}^{\infty}{x\left( k \right)}\text{h}\left( n-k \right) -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 故任何离散时间线性时不变系统,可以通过其单位取样响应 $h\left(n\right)$ 来**完全表征**。 diff --git a/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-3.md b/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-3.md index f6ab028..c7b224f 100644 --- a/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-3.md +++ b/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-3.md @@ -49,7 +49,7 @@ x\left(n\right)=\widetilde{x}\left(n\right)R_N\left(n\right)=\frac{1}{N}\sum_{k= # 2. DFT 的矩阵算法 -  若令 $X=\left[\begin{matrix}X\left(0\right)&X\left(1\right)&\cdots&X\left(N-1\right)\\\end{matrix}\right]^\mathrm{T},x=\left[\begin{matrix}x\left(0\right)&x\left(1\right)&\cdots&x\left(N-1\right)\\\end{matrix}\right]^\mathrm{T}$,则 DFT 和 IDFT 可分别表示为 +  若令 $X=\left[\begin{matrix}X\left(0\right),X\left(1\right),\cdots,X\left(N-1\right)\\\end{matrix}\right]^\mathrm{T}$,$x=\left[\begin{matrix}x\left(0\right),x\left(1\right),\cdots,x\left(N-1\right)\\\end{matrix}\right]^\mathrm{T}$,则 DFT 和 IDFT 可分别表示为 $$\begin{equation} X=D_Nx,\ \ x=D_N^{-1}X @@ -95,13 +95,11 @@ $$\begin{equation} 证明: -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &x\left(-n\right)=x\left(N-n\right)=\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}{X\left(k\right)W_N^{-\left(N-n\right)k}}=\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}{X\left(k\right)W_N^{nk}} \\ \Longrightarrow &x\left(-k\right)=x\left(N-k\right)=\sum_{n=0}^{N-1}{\left[\frac{X\left(n\right)}{N}\right]W_N^{kn}}=\mathrm{DFT}\left[\frac{X\left(n\right)}{N}\right] -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ ## 3.4 反转定理 @@ -133,23 +131,19 @@ x\left(0\right)=\frac{1}{N}\left.\sum_{k=0}^{N-1}{X\left(k\right)W_N^{-kn}}\righ $$\begin{equation} g\left(n\right)= -\begin{aligned} \begin{cases} x(n),&n=0,1,⋯,N-1\\ 0,&n=N,N+1,⋯rN-1 \end{cases} -\end{aligned} \end{equation}$$ 则 $g\left(n\right)$ 的 DFT -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} G\left(k\right)&=\mathrm{DFT}\left[g\left(n\right)\right]=\sum_{n=0}^{rN-1}{g\left(n\right)e^{-j\frac{2\pi nk}{rN}}}=\sum_{n=0}^{N-1}{g\left(n\right)e^{-j\frac{2\pi n\left(\frac{k}{r}\right)}{N}}} \\ &=X\left(\frac{k}{r}\right),\ \ k=0,1,\cdots,rN-1\ -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 由此,**$G\left(k\right)$ 与 $X\left(k\right )$具有相同的形状,但 $G\left(k\right)$ 的频谱间隔比 $X\left(k\right)$ 的小。即 {% label primary @通过补零,频谱变得更加细致。但是补零不能提高频谱分辨能力。%}** @@ -159,26 +153,22 @@ G\left(k\right)&=\mathrm{DFT}\left[g\left(n\right)\right]=\sum_{n=0}^{rN-1}{g\le $$\begin{equation} x\left(\left(n-m\right)\right)_NR_N\left(n\right)= -\begin{aligned} \begin{cases} x\left(n-m\right),&m\leqslant n\leqslant N-1 \\ x\left(N-m+n\right),&0\leqslant n\leqslant m \end{cases} -\end{aligned} \end{equation}$$ ### 3.8.2 圆周反转(周期化→反转→取主值) $$\begin{equation} x\left(\left(-n\right)\right)_NR_N\left(n\right)= -\begin{aligned} \begin{cases} x\left(0\right),&n=0 \\ x\left(N-n\right),&1\leqslant n\leqslant N-1 \end{cases} -\end{aligned} \end{equation}$$ ### 3.8.3 有限长序列的时间圆周移位定理(可以通过 DFS 证明) @@ -263,13 +253,11 @@ $$\begin{equation} \mathrm{DFT}\left[x^\ast\left(n\right)\right]=\sum_{n=0}^{N-1}{x^\ast\left(n\right)W_N^{kn}}=\left[\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(n\right)W_N^{-kn}}\right]^\ast=X^\ast\left(-k\right)=X^\ast\left(\left(N-k\right)\right)_N \end{equation}$$ -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} \mathrm{DFT}\left[x^\ast\left(-n\right)\right]&=\sum_{n=0}^{N-1}{x^\ast\left(-n\right)W_N^{kn}}=\left[\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(-n\right)W_N^{-kn}}\right]^\ast \\ &=\left[\sum_{m=-N+1}^{0}{x\left(m\right)W_N^{km}}\right]^\ast=\left[\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(n\right)W_N^{kn}}\right]^\ast=X^\ast\left(k\right) -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ @@ -326,23 +314,19 @@ X_{op}\left(k\right)=-X_{op}^\ast\left(N-k\right)(实部相反,虚部相等) #### 3.8.6.1 时域圆周卷积定理 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} x\left(n\right)=x_1\left(n\right)\odot x_2\left(n\right)&=\widetilde{y}\left(n\right)=\sum_{m=0}^{N-1}{x_1\left(m\right)\left[x_2\left(\left(n-m\right)\right)_NR_N\left(n\right)\right]} \\ &=\mathrm{IDFT}\left[X_1\left(k\right)\cdot X_2\left(k\right)\right] -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ #### 3.8.6.2 频域圆周卷积定理 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(k\right)=X_1\left(k\right)\odot X_2\left(k\right)&=\widetilde{X}\left(k\right)R_N\left(k\right)=\frac{1}{N}\sum_{l=0}^{N-1}{X_1\left(l\right)\left[X_2\left(\left(k-l\right)\right)_NR_N\left(k\right)\right]} \\ &=\mathrm{DFT}\left[x_1\left(n\right)\cdot x_2\left(n\right)\right] -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ #### 3.8.6.3 圆周卷积和线性卷积的关系 @@ -379,23 +363,19 @@ h\left(n\right)=\left\{1,-2,-3\right\}(0\leqslant n\leqslant2)    将长序列 $x\left(n\right)$ 分段,每段长度为 $5$ -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &x_1\left(n\right)=\left\{2,-3,4,5,-6\right\} \\ &x_2\left(n\right)=\left\{7,8,-9,-10,11\right\} \\ &x_3\left(n\right)=\left\{ -12,-13,-14\right\} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$    用圆周卷积计算计算各段与 $h\left(n\right)$ 的线性卷积,下划线标注部分是需要重叠相加的部分 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &y_1\left(n\right)=\left\{2,-7,4,6,-28,\underline{-3,18}\right\}\\ &y_2\left(n\right)=\left\{\underline{7,-6},-46,-16,58,\underline{8,-33}\right\}\\ &y_3\left(n\right)=\left\{\underline{-12,11},48,67,42\right\} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$    将各段结果重叠相加,连接成线性卷积结果 @@ -407,27 +387,23 @@ y\left(n\right)=\left\{2,-7,4,6,-28,\mathbf{4},\mathbf{12},-46,-16,58,-\mathbf{4    将长序列 $x\left(n\right)$ 分段,每段长度为 $5$ -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &x_1\left(n\right)=\left\{\underline{0,0,2},-3,4\right\}\\ &x_2\left(n\right)=\left\{\underline{-3,4},5,-6,7\right\}\\ &x_3\left(n\right)=\left\{\underline{-6,-7},8,-9,-10\right\}\\ &x_4\left(n\right)=\left\{\underline{-9,-10},11,-12,-13\right\}\\ &x_5\left(n\right)=\left\{\underline{-12,-13},-14,0,0\right\} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$    用圆周卷积计算计算各段与 $h\left(n\right)$ 的线性卷积,下划线标注部分是需要舍去的部分 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &y_1\left(n\right)=\left\{\underline{1,-12},2,-7,4\right\}\\ &y_2\left(n\right)=\left\{\underline{1,-11},6,28,4\right\}\\ &y_3\left(n\right)=\left\{\underline{41,49},12,-46,-16\right\}\\ &y_4\left(n\right)=\left\{\underline{53,47},58,-4,-22\right\}\\ &y_5\left(n\right)=\left\{\underline{-12,11},48,67,42\right\} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$    将各段重叠部分舍去,连接成线性卷积结果 @@ -443,13 +419,11 @@ $$\begin{equation} ## 3.10 DFT 与 $z$ 变换 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(k\right)&=\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}=\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(n\right)e^{-j\frac{2\pi}{N}nk}}=\left.\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(n\right)z^{-n}}\right|_{z=e^{j\frac{2\pi}{N}k}} \\ &=\left.X\left(z\right)\right|_{z=e^{j\frac{2\pi}{N}k}}=\left.\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(n\right)e^{-j\omega n}}\right|_{\omega=\frac{2\pi}{N}k}\left(k=0,1,\cdots,N-1\right) -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 因此 $x\left(n\right)$ 的 DFT 的 $N$ 个系数即为 $x\left(n\right)$ 的 $z$ 变换 $X\left(z\right)$ 在单位圆上 $N$ 等分的取样点。 @@ -475,15 +449,13 @@ N\geqslant M   用 DFT 表示 ZT -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(z\right)&=\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(n\right)z^{-n}}=\sum_{n=0}^{N-1}{\left[\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}{X\left(k\right)W_N^{-nk}}\right]z^{-n}}=\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}\left[X\left(k\right)\sum_{n=0}^{N-1}\left(W_N^{-k}z^{-1}\right)^n\right] \\ &=\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}{X\left(k\right)\frac{1-W_N^{-kn}z^{-N}}{1-W_N^{-k}z^{-1}}}=\frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}{X\left(k\right)\frac{1-z^{-N}}{1-W_N^{-k}z^{-1}}} \\ &=\frac{1-z^{-N}}{N}\sum_{k=0}^{N-1}\frac{X\left(k\right)}{1-W_N^{-k}z^{-1}}=\sum_{k=0}^{N-1}{X\left(k\right)\varphi_k\left(z\right)} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 其中 $X\left(z\right)$ 的内插公式 diff --git a/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-4.md b/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-4.md index 704874b..790649e 100644 --- a/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-4.md +++ b/source/_posts/2023-04-14-josh-dsp-part-4.md @@ -31,13 +31,11 @@ categories:   考察列长为 $N$ 的序列 $x\left(n\right)$ 的 DFT -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(k\right)&=\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}=\sum_{n=0}^{N-1}\left\{\Re{\left[x\left(n\right)\right]}+j\Im{\left[x\left(n\right)\right]}\right\}\left\{\Re{\left[W_N^{nk}\right]}+j\Im{\left[W_N^{nk}\right]}\right\} \\ &=\sum_{n=0}^{N-1}{\left\{ \Re \left[ x\left( n \right) \right] \Re \left[ W_{N}^{nk} \right] -\Im \left[ x\left( n \right) \right] \Im \left[ W_{N}^{nk} \right] \right\} +j\left\{ \Re \!\:\left[ x\left( n \right) \right] \Im \!\:\left[ W_{N}^{nk} \right] +\Im \left[ \!\:x\left( n \right) \right] \Re \!\:\left[ W_{N}^{nk} \right] \right\}} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 由此,直接计算 DFT 时,在不忽略 $W_N^0=1$ 等特例时,实数乘法次数为 $4N^2$,实数加法次数为 $2N\left(2N-1\right)$,均与 $N^2$ 成正比,计算量非常庞大。 @@ -88,15 +86,13 @@ x_2\left(r\right)=x\left(2r+1\right) 则序列 DFT 的**前半部分**可表示为 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(k\right)&=\sum_{r=0}^{\frac{N}{2}-1}{x\left(2r\right)W_N^{2rk}}+\sum_{r=0}^{\frac{N}{2}-1}{x\left(2r+1\right)W_N^{\left(2r+1\right)k}}=\sum_{r=0}^{\frac{N}{2}-1}{x_1\left(r\right)W_{\frac{N}{2}}^{rk}}+W_N^k\sum_{r=0}^{\frac{N}{2}-1}{x_2\left(r\right)W_{\frac{N}{2}}^{rk}} \\ &=\mathrm{DFT}\left[x_1\left(n\right)\right]+W_N^k\mathrm{DFT}\left[x_2\left(n\right)\right] \\ &=X_1\left(k\right)+W_N^kX_2\left(k\right),\ \ k=0,1,\cdots,\frac{N}{2}-1 -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 由旋转因子的周期性,即 @@ -106,15 +102,13 @@ W_{\frac{N}{2}}^{rk}=W_{\frac{N}{2}}^{r\left(k+\frac{N}{2}\right)} 可将序列 DFT 的**后半部分**表示为 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(k+\frac{N}{2}\right)&=X_1\left(k+\frac{N}{2}\right)+W_N^{\left(k+\frac{N}{2}\right)}X_2\left(k+\frac{N}{2}\right) \\ &=X_1\left(k\right)+W_N^{\left(k+\frac{N}{2}\right)}X_2\left(k\right) \\ &=X_1\left(k\right)-W_N^kX_2\left(k\right),\ \ k=0,1,\cdots,\frac{N}{2}-1 -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 类似地,可以将分离后的序列继续按奇偶序号分成两个序列计算,**直到每个序列中只含有两个点**。此时开始计算 DFT。这种方法称为**基-2 按时间抽取的 FFT 算法**。 @@ -137,13 +131,11 @@ $$\begin{align} 对于第二级分解 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X_1\left(k\right)&=\sum_{l=0}^{\frac{N}{4}-1}{x_1\left(2l\right)W_{\frac{N}{2}}^{2lk}}+\sum_{l=0}^{\frac{N}{4}-1}{x_1\left(2l+1\right)W_{\frac{N}{2}}^{\left(2l+1\right)k}} \\ &=\sum_{l=0}^{\frac{N}{4}-1}{x_3\left(l\right)W_{\frac{N}{4}}^{lk}}+W_{\frac{N}{2}}^k\sum_{l=0}^{\frac{N}{4}-1}{x_4\left(l\right)W_{\frac{N}{4}}^{lk}}=X_3\left(k\right)+W_{\frac{N}{2}}^kX_4\left(k\right),\ \ k=0,1,\cdots,\frac{N}{4}-1 -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ $$\begin{equation} X_1\left(k+\frac{N}{4}\right)=X_3\left(k\right)-W_{\frac{N}{2}}^kX_4\left(k\right),\ \ k=0,1,\cdots,\frac{N}{4}-1 @@ -157,12 +149,10 @@ X_2\left(k\right)=X_5\left(k\right)+W_{\frac{N}{2}}^kX_6\left(k\right),X_2\left( 对于最后剩下的四个 $\dfrac{N}{4}=2$ 点的 DFT,即 $X_3\left(k\right)、X_4\left(k\right)、X_5\left(k\right)、X_6\left(k\right),k=0,1$,可按定义计算,如对 $X_3\left(k\right)$ -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &X_3\left(k\right)=\sum_{l=0}^{\frac{N}{4}-1}{x_3\left(l\right)W_{\frac{N}{4}}^{lk}}=\sum_{l=0}^{1}{x_3\left(l\right)W_{\frac{N}{4}}^{lk}}\\ \Longrightarrow &X_3\left(0\right)=x_3\left(0\right)+W_2^0x_3\left(1\right)=x\left(0\right)+W_N^0x\left(4\right),X_3\left(1\right)=x_3\left(0\right)+W_2^1x_3\left(1\right)=x\left(0\right)-W_N^0x\left(4\right) -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 将上述各式的旋转因子统一为 $W_{\frac{N}{2}}^k=W_N^{2k}$,则一个 8 点的 DFT 可以分解为四个 $\dfrac{N}{4}$ 点的 DFT ,先做 $\dfrac{N}{4}$ 点的 DFT,再用相应的两个 $\dfrac{N}{4}$ 点 DFT 的结果合成 $\dfrac{N}{2}$ 点的 DFT,从而得到 $X_1\left(k\right)、X_2\left(k\right)$,最后组合成为 $N$ 点的 DFT。上述过程的运算流图如下左图,实际绘制按照如下右图即可。 @@ -182,12 +172,10 @@ $$\begin{equation}   对于长度为 $N=2^\nu$ 的序列,共有 $\nu$ 级蝶形运算,每级有 $\dfrac{N}{2}$ 个蝶形,每个蝶形有 $1$ 次复数加法、$2$ 次复数乘法,因此 $\nu$ 级蝶形运算共有 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &复数乘法:m_F=\frac{N}{2}\cdot\nu=\frac{N}{2}\log_2{N}\\ &复数加法:a_F=N\cdot\nu=N\log_2{N} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ ### 3.4.4 各类蝶形运算两个点相距的“距离”及 $W_N^k$ 的变化规律 @@ -231,15 +219,13 @@ $$\begin{equation} 则序列的 DFT 可表示为 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(k\right)&=\sum_{n=0}^{\frac{N}{2}-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}+\sum_{n=\frac{N}{2}}^{N-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}=\sum_{n=0}^{\frac{N}{2}-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}+\sum_{n=0}^{\frac{N}{2}-1}{x\left(n+\frac{N}{2}\right)W_N^{(n+\frac{N}{2})k}} \\ &=\sum_{n=0}^{\frac{N}{2}-1}{\left[x\left(n\right)+W_N^{\frac{N}{2}k}x\left(n+\frac{N}{2}\right)\right]W_N^{nk}} \\ &\xlongequal{W_{N}^{\frac{N}{2}k}=\left( -1 \right) ^k}\sum_{n=0}^{\frac{N}{2}-1}{\left[x\left(n\right)+\left(-1\right)^kx\left(n+\frac{N}{2}\right)\right]W_N^{nk}},\ \ k=0,1,\cdots,\frac{N}{2}-1 -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 由 $W_N^{\frac{N}{2}k}=\left(-1\right)^k$,按照 $k$ 的奇偶可将 $X\left(k\right)$ 分成两部分,令 $k=2r$ 及 $k=2r+1,\ r=0,1,\cdots,\dfrac{N}{2}-1$,则 @@ -295,12 +281,10 @@ X\left(2r\right)=\sum_{n=0}^{\frac{N}{2}-1}{x_1\left(n\right)W_{\frac{N}{2}}^{rn   对于长度为 $N=2^\nu$ 的序列,共有 $\nu$ 级蝶形运算,每级有 $\dfrac{N}{2}$ 个蝶形,每个蝶形有 $1$ 次复数加法、$2$ 次复数乘法,因此 $\nu$ 级蝶形运算共有 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &复数乘法:m_F=\frac{N}{2}\cdot\nu=\frac{N}{2}\log_2{N}\\ &复数加法:a_F=N\cdot\nu=N\log_2{N} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ # 5. 基-2 DIT-FFT 和 基-2 DIF-FFT 的比较 @@ -330,8 +314,7 @@ $$\begin{equation} 则序列的 DFT 可表示为 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(k\right)&=\sum_{n=0}^{\frac{N}{4}-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}+\sum_{n=\frac{N}{4}}^{\frac{N}{2}-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}+\sum_{n=\frac{N}{2}}^{\frac{3N}{4}-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}+\sum_{n=\frac{3N}{4}}^{N-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}} \\ &=\sum_{n=0}^{\frac{N}{4}-1}\left[x\left(n\right)W_N^{nk}+x\left(n+\frac{N}{4}\right)W_N^{\left(n+\frac{N}{4}\right)k}+x\left(n+\frac{N}{2}\right)W_N^{\left(n+\frac{N}{2}\right)k}+x\left(n+\frac{3N}{4}\right)W_N^{\left(n+\frac{3N}{4}\right)k}\right] @@ -339,8 +322,7 @@ X\left(k\right)&=\sum_{n=0}^{\frac{N}{4}-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}+\sum_{n=\fr &=\sum_{n=0}^{\frac{N}{4}-1}{\left[x\left(n\right)+x\left(n+\frac{N}{4}\right)W_N^{\frac{N}{4}k}+x\left(n+\frac{N}{2}\right)W_N^{\frac{N}{2}k}+x\left(n+\frac{3N}{4}\right)W_N^{\frac{3N}{4}k}\right]W_N^{nk}} \\ &=\sum_{n=0}^{\frac{N}{4}-1}{\left[x\left(n\right)+x\left(n+\frac{N}{4}\right)W_4^k+x\left(n+\frac{N}{2}\right)W_4^{2k}+x\left(n+\frac{3N}{4}\right)W_4^{3k}\right]W_N^{nk}} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 按照 $k$ 除以 $4$ 的余数可将 $X\left(k\right)$ 分成四部分,分别令 $k=4r、k=4r+1、k=4r+2、k=4r+3$,其中 $r=0,1,\cdots,\dfrac{N}{4}-1$,则有 @@ -417,12 +399,10 @@ l_i=\dfrac{N}{4}-\dfrac{l_{j-1}}{2}=\dfrac{N}{6}\left[1-\left(-\dfrac{1}{2}\righ 其中 $l_i$ 来自 L 蝶形的特殊结构。总的复乘次数为 L 蝶形数的两倍,而总的复加次数与基-2 FFT 算法相同,即 -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} &复数乘法:C_F=2\cdot\sum_{i=1}^{\nu-1}l_i=\frac{N}{3}\log_2{N}-\frac{2N}{9}+\frac{\left(-1\right)^\nu2}{9}\ \ \propto\ \ \frac{N}{3}\log_2{N}\\ &复数加法:a_F=N\cdot\nu=N\log_2{N} -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ 显然,**复乘次数相比基-2 FFT 算法下降了33%**。 @@ -499,8 +479,7 @@ X_2\left(k\right)=-{jY}_{op}\left(k\right)=-\frac{j}{2}\left[Y\left(k\right)-Y^\ 因此 $x\left(n\right)$ 的傅里叶变换(类似基-2 DIT) -$$\begin{equation} -\begin{aligned} +$$\begin{align} X\left(k\right)&=\sum_{n=0}^{2N-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}=\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(2n\right)W_{2N}^{2nk}}+\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(2n+1\right)W_{2N}^{\left(2n+1\right)k}} \\ &=\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(2n\right)W_{2N}^{2nk}}+W_{2N}^k\sum_{n=0}^{N-1}{x\left(2n+1\right)W_{2N}^{2nk}} @@ -508,8 +487,7 @@ X\left(k\right)&=\sum_{n=0}^{2N-1}{x\left(n\right)W_N^{nk}}=\sum_{n=0}^{N-1}{x\l &=\sum_{n=0}^{N-1}{x_1\left(n\right)W_N^{nk}}+W_{2N}^k\sum_{n=0}^{N-1}{x_2\left(n\right)W_N^{nk}} \\ &=X_1\left(k\right)+W_{2N}^kX_2\left(k\right),\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ k=0,1,\cdots,N-1 -\end{aligned} -\end{equation}$$ +\end{align}$$ $$\begin{equation} X\left(k+N\right)=X_1\left(k\right)-W_{2N}^kX_2\left(k\right),\ \ k=0,1,\cdots,N-1\qquad\qquad\quad\