快速傅里叶变换FFT的实现分析
首先列出DFT变换的公式,然后分别从时间分离和频域分离两种方式描述。
1,有限长序列的傅里叶变换对如下:
2,时间域基2快速算法推导
方法就是对原始序列的奇数点和偶数点拆分,形成两个子序列,然后再进行DFT运算。假定原始序列的长度N为2的L次幂。
原则上上式中的k的范围是0~N-1,如果将范围限制到0~N/2-1,那么上式成为正变换前半部分的结果。而后半部分为:
如果令x1(n)=x(2r),x2(n)=x(2r+1),N1=N/2,那么变换结果可以如下表示
,前半部分
,后半部分
进一步简化可得
,前半部分
,后半部分
下面以N=8举例画出示意图,如下:
进一步对DFT 4进行二分,那么裂变示意图变为如下:
进一步对DFT 2进行二分,那么裂变示意图变为如下:
3,频率域基2快速算法推导
方法就是对原始序列前后一半拆分,形成两个子序列,然后再进行DFT运算。假定原始序列的长度N为2的L次幂。
将X(k)分成奇偶点,则
再次转化一下
化简得到如下
下面以N=8举例画出示意图,如下: