Fourier Transform|フーリエ変換

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Fourier Transform|フーリエ変換

フーリエ変換(Fourier Transform)

  • 発表者:ジョゼフ・フーリエ(Joseph Fourier)
  • 生年:1768年
  • 出身地:フランス・オセール(Auxerre, France)
  • 発表地:フランス
  • 発表年:1822年(『熱の解析的理論』として発表)

概要:

フーリエ変換は、時間領域の信号を周波数領域に変換する数学的な手法です。信号を様々な周波数のサイン波・コサイン波の和(スペクトル)として表現することが可能になります。

フーリエ変換の式:

時間領域の関数 f(t)を、周波数領域の関数 F(ω)に変換する一般的な式:

\[F(\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t)e^{-i\omega t}\]

逆フーリエ変換(周波数領域から時間領域への変換)は:

\[ f(t) = \frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty} F(\omega)e^{i\omega t}\,d\omega\]
  • f(t):元の信号(時間領域の関数)
  • F(ω)F(\omega):変換された信号(周波数領域の関数)
  • ω\omega:角周波数(ω=2πf)
  • i:虚数単位(√−1​)

意義・応用:

  • 信号処理、画像処理、音響解析など、多くの工学分野で基礎的ツールとして活用されている。
  • 周波数解析により、複雑な信号を単純な要素に分解して理解・処理できるようにする。
  • 量子力学、通信工学、熱伝導問題など、現代科学技術の多くの分野で不可欠な基礎理論となっている