圆周卷积 Circular convolution
两个函数的圆周卷积是由他们的周期延伸所来定义的。周期延伸意思是把原本的函数平移某个周期 T 的整数倍后再全部加起来,所产生的新函数。x(t) 的周期延伸可以写成
两个函数 x(t) 与 h(t) 的圆周卷积 可用两种互相等价的方式来定义
其中 表示原本的(线性)卷积。
类似的,对于离散信号(数列),可以定义周期 N 的圆周卷积 为
离散信号的圆周卷积可以经由圆周卷积定理使用快速傅里叶变换(FFT)而有效率的计算。因此,若原本的(线性)卷积能转换成圆周卷积来计算,会远比直接计算更快速。考虑到长度 和长度
的有限长度离散信号,做卷积之后会成为长度
的信号,因此只要把两离散信号补上适当数目的零(zero-padding)成为 N 点信号,其中
,则它们的圆周卷积就与卷积相等。即可接着用 N 点 FFT 作计算。