傅利葉 有關FFT,DFT與蝴蝶操作

2021-08-15 00:02:10 字數 1624 閱讀 5942

首先明確一下基本概念吧,就三點,dft,fft,蝴蝶操作。

dft(離散傅利葉變換):書上寫的最清楚的一句話叫做,向量y=(y0,y1,……yn-1)是係數向量a=(a0,a1,,……,an-1)的離散傅利葉變換,也寫作y=dftn(a)。說白了,就是求n個y值,但是n個自變數x的取值很特殊。

fft(快速傅利葉變換):這個名詞好理解,就是很快地算出這n個y值。一般我們計算n個n次的多項式值需要o(n^2)的時間。現在用fft可以減少到o(n*logn)。具體原理一兩句話說不完……要考的話也太理論性了…

蝴蝶操作:這個應該是讓大家最費解的…他就是乙個fft得實際應用…因為這是實踐的東西所以要掌握。書上有乙個圖,雖然感覺看書不一定看的怎麼懂,但是這個圖還是要記住。不過我覺得從下往上寫看起來更舒服。

轉過來以後,向左邊是加,向右邊是減。謹記啊!

先把宋老師課件裡面上次坑爹的沒有答案的課後練習拿來看看。

我這裡a0,a1,a2……就不調換順序了,其實是一樣的,格式不同罷了。

經過fft,y=(1,-1),這個就是書上最簡單的應用了。

再來乙個簡單的 a=(1,0).

y=(3,1,-1,1)  注意算出來是 y0,y2,y1,y3的順序。

注意右上角的蝶形運算中的旋轉因子變成了(恩!?怎麼不能插公式啊!)w(1/4)=i。。。那是因為在a0,a2的蝶形運算中我們多乘了(n/2),這裡n=2.(這個我解釋不來…不過這個數是固定的,背就行了)。

a=(0,1,2,3,4,5,6,7).

有些地方有虛數,不太好寫(不過實際上考出來的還是比較好寫的)

告訴大家乙個比較好的辦法判斷是否算對了,直接人肉使用o(n^2)演算法就好了,舉四個的例子。就是把x得值帶入多項式y=a3*x^3+a2*x^2+a1*x+a0算出y值什麼的。x0=1,x1=i,x2=-1,x3=-i帶入。這樣的話,其實考察算沒算對完全是個偽命題嗎……

再提醒一次,左加右減哦!

最後再說一下這玩意有什麼用,什麼訊號學的廢話就不說了。無非是fft用n*logn時間算出點值方便用點值法算出多項式乘法的係數結果,這個大家看書上510的圖我覺得就能理解了。插值神馬的,背公式吧……雖然我也不記得了。

宣告:**其他地方,此方法只適用於考試前一天速成。

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