韋格納分布Wigner Distribution Function(縮寫為WDF),是時頻分析中的一種分析方式,以下為其方程式的轉換:
經整理後得到
連續訊號要得到其數位實現,必須經過採樣(sampling), 使得
重新回顧上述式子可以得到,
當 不是 time-limited signal,會很難實現。
於是,通常我們會假設 ,也就是 為一個有限長度的訊號:
如圖所示:
此時
繼續討論 的範圍 ( 於為一固定值時 ):
- 對於:
- 對於:,也就是
於是便得知 的範圍為:
用圖片來理解:
注意:當 或 時,找不到適當的 來滿足不等式。
整理前述說明後,WDF的數位實現的數學式可整理為:
,
( )
以下提供3種實現方式:
- 暴力法 (Direct Implementation)
- 離散傅立葉轉換(Using Discrete time Fourier Transform)
- Chirp-Z轉換
暴力法(Direct Implementation)
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根據 , ( )
令共有點,共有點,此算法其複雜度為
當 ,
, 令
其中:
此實現方式的複雜度為
Step1.
Step2.
Step3.
此實現方式複雜度一樣為 但相較使用離散傅立葉轉換方式而言( 數字3來自於convolution運算 IFT(FT * FT) ),速度來的更快。
- Jian-Jiun Ding, Time frequency analysis and wavelet transform class note, the Department of Electrical Engineering, National Taiwan University (NTU), Taipei, Taiwan, 2019.