numpy.fft详解：快速掌握傅里叶变换方法

积累知识，胜过积蓄金银！毕竟在文章开发的过程中，会遇到各种各样的问题，往往都是一些细节知识点还没有掌握好而导致的，因此基础知识点的积累是很重要的。下面本文《numpy.fft使用方法详解》，就带大家讲解一下知识点，若是你对本文感兴趣，或者是想搞懂其中某个知识点，就请你继续往下看吧~

NumPy中的numpy.fft模块用于计算快速傅里叶变换，可将信号从时域转换到频域以分析频率成分。1. 一维FFT使用numpy.fft.fft对一维数组进行变换，返回复数数组，结合np.fft.fftfreq生成频率轴，利用np.abs获取幅度谱，常用于音频、振动等周期性信号分析。

NumPy中的numpy.fft模块用于计算快速傅里叶变换（FFT），可以将信号从时域转换到频域。使用它可以帮助你分析信号的频率成分，比如音频、振动或周期性数据。

1. 一维FFT：numpy.fft.fft

最基本的用法是numpy.fft.fft，对一维数组进行傅里叶变换。

示例：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
<h1>生成一个含两个频率成分的信号</h1><p>t = np.linspace(0, 2, 500)
signal = np.sin(2 <em> np.pi </em> 5 <em> t) + 0.5 </em> np.sin(2 <em> np.pi </em> 10 * t)</p><h1>计算FFT</h1><p>fft_result = np.fft.fft(signal)
freqs = np.fft.fftfreq(len(t), d=t[1] - t[0])  # 获取对应频率</p><h1>只画正频率部分</h1><p>plt.plot(freqs[:len(freqs)//2], np.abs(fft_result[:len(freqs)//2]))
plt.xlabel('Frequency (Hz)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.show()</p>

说明：
- np.fft.fft 返回复数数组，包含幅度和相位信息。
- np.fft.fftfreq 生成对应的频率数组，需要采样间隔d。
- 使用np.abs()获取幅度谱。

2. 频率轴的正确生成

要理解FFT结果的频率分布，必须使用np.fft.fftfreq。

• d 是采样时间间隔，例如每0.004秒采一次，则d=0.004。

3. 逆FFT：numpy.fft.ifft

如果想从频域回到时域，使用ifft。

recovered = np.fft.ifft(fft_result)
print(np.allclose(signal, recovered.real))  # 应输出True

注意逆变换返回复数，实部才是原始信号。

4. 实数信号优化：rfft

如果输入是实数信号（大多数情况），用np.fft.rfft更高效，只返回非负频率部分。

rfft_result = np.fft.rfft(signal)
r_freqs = np.fft.rfftfreq(len(t), d=t[1]-t[0])
plt.plot(r_freqs, np.abs(rfft_result))
plt.show()

节省内存且避免负频率冗余。

基本上就这些。核心是fft、fftfreq、ifft和针对实数的rfft/rfftfreq。关键是理解频率轴怎么对应，以及幅度如何解读。不复杂但容易忽略细节。

今天关于《numpy.fft详解：快速掌握傅里叶变换方法》的内容介绍就到此结束，如果有什么疑问或者建议，可以在golang学习网公众号下多多回复交流；文中若有不正之处，也希望回复留言以告知！