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fft的原理与实现过程 c语言实现fft实验原理?

fft的原理与实现过程

fft的原理与实现过程 c语言实现fft实验原理?

c语言实现fft实验原理?

c语言实现fft实验原理?

FFT可以用来加速多项式乘法。假设有两个n−1次多项式A(x)和B(x),我们的目标是——把它们乘起来。

普通的多项式乘法的复杂度是O(n2)的,我们要枚举A(x)中的每一项,分别与B(x)中的每一项相乘,来得到一个新的多项式C(x)。

但是,如果A(x),B(x)两个多项式用点值表示的方法进行相乘,复杂度是O(n)的。具体方法:C(xi)=A(xi)×B(xi),所以枚举xi即可。

要是我们把两个多项式转换成点值表示,再相乘,再把新的点值表示转换成多项式岂不就可以O(n)的复杂度来解决多项式乘法了!

显然,把多项式转换成点值表示的朴素算法是O ( n 2 ) O(n^2)O(n 2 )的。难道大整数乘法就只能是O ( n 2 ) O(n^2)O(n 2 )吗?不甘心的同学可以发现,大整数乘法复杂度的瓶颈可能在“多项式转换成点值表示”这一步做改进,只要完成这一步就可以O(n)的复杂度求答案了。傅里叶变换的发明就是为完成这个使命。

分步傅立叶算法原理?

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。它对傅氏变换的理论并没有新的发现,但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅立叶变换,可以说是进了一大步。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N2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。

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