Cooley-Tukey FFT算法
发布时间:2008/12/17 0:00:00 访问次数:1631
cooley-tukey fft是所有fft算法中最为通用的,因为ⅳ可以任意地进行因数分解。最流行的cooley-tukey fft就是变换长度n是r基的幂的形式,也就是n=rv。这些算法通常称作r基算法。
cooley和tukey(更早是gauss)提出的索引变换也是最简单的索引映射。令a=n2和b=1就得到下面的映射结果:
从n1和n2的正确范围可以得出结论。
cooley和tukey选择c=1和d=n1,就得到下面的映射结果:
在这种情况下也可以省略模计算。这时候如果根据(6.20)式和(6.21)式分别将n和k代入wnkn就会得到:
由于w是n=n1n2阶的。就可以得到wn1n=wn2和wn2n=wn1,将(6.22)式简化成:
这时将就得到:
现在定义完整的cooley-tukey算法:
接下来用长度为12的变换来说明这些步骤。
例 n=12的cooley-tukey fft
假设n1=4和n2=3。则有n=3n1+n2和k=k1+4k2,为索引映射计算下面的表:
在这个变换的帮助之下,可以构造如图所示的信号流程图。可以看到,首先必须用4个点计算3个dft中的每一个,然后乘以旋转因子,最后计算4个dft,其中每个的长度都是3。
图 n12的cooley-tukey fft
要直接计算12点的dft,总共需要122=144次复数乘法和112=121次复数加法。要计算同样长度的cooley-tukey fft,旋转因子需要12次复数乘法,其中8次是无关紧要的乘法(也就是±1或与)。用8次实数加法就可以计算长度为4的dft,而且不需要乘法。要计算长度为3的dft,则需要4次乘法和3次加法。如果要用3次加法和3次乘法实现(固定系数的)复数乘法,12点cooley-tukey fft的总工作量是:
而直接实现则需要2×112+122×3=674次实数加法和122×3=432次实数乘法。现在就应该非常清楚为什么将cooley-tukey算法叫作“快速傅立叶变换”(fast fourier transform,fft)的原因。
欢迎转载,信息来源维库电子市场网(www.dzsc.com)
cooley-tukey fft是所有fft算法中最为通用的,因为ⅳ可以任意地进行因数分解。最流行的cooley-tukey fft就是变换长度n是r基的幂的形式,也就是n=rv。这些算法通常称作r基算法。
cooley和tukey(更早是gauss)提出的索引变换也是最简单的索引映射。令a=n2和b=1就得到下面的映射结果:
从n1和n2的正确范围可以得出结论。
cooley和tukey选择c=1和d=n1,就得到下面的映射结果:
在这种情况下也可以省略模计算。这时候如果根据(6.20)式和(6.21)式分别将n和k代入wnkn就会得到:
由于w是n=n1n2阶的。就可以得到wn1n=wn2和wn2n=wn1,将(6.22)式简化成:
这时将就得到:
现在定义完整的cooley-tukey算法:
接下来用长度为12的变换来说明这些步骤。
例 n=12的cooley-tukey fft
假设n1=4和n2=3。则有n=3n1+n2和k=k1+4k2,为索引映射计算下面的表:
在这个变换的帮助之下,可以构造如图所示的信号流程图。可以看到,首先必须用4个点计算3个dft中的每一个,然后乘以旋转因子,最后计算4个dft,其中每个的长度都是3。
图 n12的cooley-tukey fft
要直接计算12点的dft,总共需要122=144次复数乘法和112=121次复数加法。要计算同样长度的cooley-tukey fft,旋转因子需要12次复数乘法,其中8次是无关紧要的乘法(也就是±1或与)。用8次实数加法就可以计算长度为4的dft,而且不需要乘法。要计算长度为3的dft,则需要4次乘法和3次加法。如果要用3次加法和3次乘法实现(固定系数的)复数乘法,12点cooley-tukey fft的总工作量是:
而直接实现则需要2×112+122×3=674次实数加法和122×3=432次实数乘法。现在就应该非常清楚为什么将cooley-tukey算法叫作“快速傅立叶变换”(fast fourier transform,fft)的原因。
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