快速傅里叶变换什么是快速傅立叶变换?(特别是公式)

快速傅里叶变换  时间:2021-06-02  阅读:()

c语言快速傅里叶变换

void fft(){ int nn,n1,n2,i,j,k,l,m,s,l1; float ar[1024],ai[1024]; // 实部 虚部 float a[2050]; float t1,t2,x,y; float w1,w2,u1,u2,z; float fsin[10]={0.000000,1.000000,0.707107,0.3826834,0.1950903,0.09801713,0.04906767,0.02454123,0.01227154,0.00613588,};// 优化 float fcos[10]={-1.000000,0.000000,0.7071068,0.9238796,0.9807853,0.99518472,0.99879545,0.9996988,0.9999247,0.9999812,}; nn=1024; s=10; n1=nn/2; n2=nn-1; j=1; for(i=1;i<=nn;i++) { a[2*i]=ar[i-1]; a[2*i+1]=ai[i-1]; } for(l=1;l>1; w1=fcos[i-1]; w2=-fsin[i-1]; for(j=1;j<=k;j++) { for(l=j;l>1; w1=fcos[i-1]; w2=-fsin[i-1]; for(j=1;j<=k;j++) { for(l=j;l什么是傅里叶变换您对于傅里叶变换恐怕并不十分理解 傅里叶变换的实质是将一个信号分离为无穷多多正弦/复指数信号的加成,也就是说,把信号变成正弦信号相加的形式——既然是无穷多个信号相加,那对于非周期信号来说,每个信号的加权应该都是零——但有密度上的差别,你可以对比概率论中的概率密度来思考一下——落到每一个点的概率都是无限小,但这些无限小是有差别的 所以,傅里叶变换之后,横坐标即为分离出的正弦信号的频率,纵坐标对应的是加权密度 对于周期信号来说,因为确实可以提取出某些频率的正弦波成分,所以其加权不为零——在幅度谱上,表现为无限大——但这些无限大显然是有区别的,所以我们用冲激函数表示 已经说过,傅里叶变换是把各种形式的信号用正弦信号表示,因此非正弦信号进行傅里叶变换,会得到与原信号频率不同的成分——都是原信号频率的整数倍。

这些高频信号是用来修饰频率与原信号相订丁斥股俪噶筹拴船茎同的正弦信号,使之趋近于原信号的。

所以说,频谱上频率最低的一个峰(往往是幅度上最高的),就是原信号频率。

傅里叶变换把信号由时域转为频域,因此把不同频率的信号在时域上拼接起来进行傅里叶变换是没有意义的——实际情况下,我们隔一段时间采集一次信号进行变换,才能体现出信号在频域上随时间的变化。

我的语言可能比较晦涩,但我已尽我所能向你讲述我的一点理解——真心希望能对你有用。

我已经很久没在知道上回答过问题了,之所以回答这个问题,是因为我本人在学习傅里叶变换及拉普拉斯变换的过程中着实受益匪浅——它们几乎改变了我对世界的认识。

傅里叶变换值得你用心去理解——哪怕苦苦思索几个月也是值得的——我当初也想过:只要会算题就行。

但浙大校训“求是”时时刻刻鞭策着我追求对理论的理解——最终经过很痛苦的一番思索才恍然大悟。

建议你看一下我们信号与系统课程的教材:化学工业出版社的《信号与系统》,会有所帮助。

参考资料:原创

快速傅里叶变换和离散傅里叶变换的主要区别是什么?哪个准确?

FFT(Fast Fourier Transformation),即为快速傅氏变换,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e79fa5e98193e78988e69d8331333365646261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。

FFT提高了运算速度,但是,也对参与运算的样本序列作出了限制,即要求样本数为2^N点。

离散傅里叶变换DFT则无上述限制。

小结:FFT快,DFT灵活,各有优点,如果满足分析要求,两者准确度相同。

快速傅里叶变换 (fast Fourier transform), 即利用计算机计算离散傅里叶变换(DFT)的高效、快速计算方法的统称,简称FFT。

快速傅里叶变换是1965年由J.W.库利和T.W.图基提出的。

采用这种算法能使计算机计算离散傅里叶变换所需要的乘法次数大为减少,特别是被变换的抽样点数N越多,FFT算法计算量的节省就越显著。

离散傅里叶变换(DFT),是傅里叶变换在时域和频域上都呈现离散的形式,将时域信号的采样变换为在离散时间傅里叶变换(DTFT)频域的采样。

在形式上,变换两端(时域和频域上)的序列是有限长的,而实际上这两组序列都应当被认为是离散周期信号的主值序列。

即使对有限长的离散信号作DFT,也应当将其看作经过周期延拓成为周期信号再作变换。

在实际应用中通常采用快速傅里叶变换以高效计算DFT。

快速傅里叶变换的基本思想

FFT的基本思想是把原始的N点序列,依次分解成一系列的短序列。

充分利用DFT计算式中指数因子 所具有的对称性质和周期性质,进而求出这些短序列相应的DFT并进行适当组合,达到删除重复计算,减少乘法运算和简化结构的目的。

此后,在这思想基础上又开发了高基和分裂基等快速算法,随着数字技术的高速发展,1976年出现建立在数论和多项式理论基础上的维诺格勒傅里叶变换算法(WFTA)和素因子傅里叶变换算法。

它们的共同特点是,当N是素数时,可以将DFT算转化为求循环卷积,从而更进一步减少乘法次数,提高速度。

什么是快速傅立叶变换?(特别是公式)

快速傅氏变换,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. 傅里叶变换(Transformée de Fourier)是一种积分变换。

因其基本思想首先由法国学者傅里叶系统地提出,所以以其名字来命名以示纪念。

应用 傅里叶变换在物理学、数论、组合数学、信号处理、概率论、统计学、密码学、声学、光学、海洋学、结构动力学等领域都有着广泛的应用(例如在信号处理中,傅里叶变换的典型用途是将信号分解成幅值分量和频率分量)。

概要介绍 傅里叶变换能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。

在不同的研究领域,傅里叶变换具有多种不同的变体形式,如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。

最初傅里叶分析是作为热过程的解析分析的工具被提出的(参见:林家翘、西格尔著《自然科学中确定性问题的应用数学》,科学出版社,北京。

原版书名为 C. C. Lin & L. A. Segel, Mathematics Applied to Deterministic Problems in the Natural Sciences, Macmillan Inc., New York, 1974)。

傅里叶变换属于谐波分析。

傅里叶变换的逆变换容易求出,而且形式与正变换非常类似; 正弦基函数是微分运算的本征函数,从而使得线性微分方程的求解可以转化为常系数的代数方程的求解.在线性时不变的物理系统内,频率是个不变的性质,从而系统对于复杂激励的响应可以通过组合其对不同频率正弦信号的响应来获取; 卷积定理指出:傅里叶变换可以化复杂的卷积运算为简单的乘积运算,从而提供了计算卷积的一种简单手段; 离散形式的傅里叶变换可以利用数字计算机快速的算出(其算法称为快速傅里叶变换算法(FFT)).

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