题目

请问什么是快速傅里叶变换,请举例说明.请高手赐教- -

提问时间：2020-12-29

答案

能克服时间域与频率域之间相互转换的计算障碍,在光谱、大气波谱分析、数字信号处理等方面有广泛应用的一种快速算法.快速傅氏变换（FFT）,是离散傅氏变换的快速算法,它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性,对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的.设x(n)为N项的复数序列,由DFT变换,任一X（m）的计算都需要N次复数乘法和N-1次复数加法,而一次复数乘法等于四次实数乘法和两次实数加法,一次复数加法等于两次实数加法,即使把一次复数乘法和一次复数加法定义成一次“运算”（四次实数乘法和四次实数加法）,那么求出N项复数序列的X（m）,即N点DFT变换大约就需要N^2次运算.当N=1024点甚至更多的时候,需要N2=1048576次运算,在FFT中,利用WN的周期性和对称性,把一个N项序列（设N=2k,k为正整数）,分为两个N/2项的子序列,每个N/2点DFT变换需要（N/2）2次运算,再用N次运算把两个N/2点的DFT变换组合成一个N点的DFT变换.这样变换以后,总的运算次数就变成N+2（N/2）2=N+N2/2.继续上面的例子,N=1024时,总的运算次数就变成了525312次,节省了大约50%的运算量.而如果我们将这种“一分为二”的思想不断进行下去,直到分成两两一组的DFT运算单元,那么N点的DFT变换就只需要Nlog2N次的运算,N在1024点时,运算量仅有10240次,是先前的直接算法的1%,点数越多,运算量的节约就越大,这就是FFT的优越性.