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快速傅立葉轉換

快速傅立葉轉換(Fast Fourier Transform,簡稱FFT)是一種高效計算離散傅立葉變換(DFT)和其逆變換的算法。它由J.W.庫利T.W.圖基於1965年提出,旨在減少計算DFT所需的乘法次數,尤其是在處理大量數據時,FFT算法的計算量節省更為顯著。

FFT的基本思想是利用DFT的對稱性和周期性來減少計算複雜度。它將N點DFT的計算複雜度從O(N^2)降低到O(NlogN),這使得在計算機系統或數字系統中套用DFT變得更加高效。FFT的套用非常廣泛,包括信號處理圖像分析、數字通信等領域。

此外,FFT不僅限於DFT的計算,它還可以用於多項式的乘法、線性卷積和線性相關等方面。在多項式處理中,FFT可以在點值表示法下以O(N)的時間複雜度進行乘法運算,這比係數表示法下的O(N^2)複雜度更為高效。

總的來說,FFT是一種在保持傅立葉變換理論不變的基礎上,對計算機系統中的套用進行了重大改進的算法。它通過減少計算複雜度,極大地推動了數位訊號處理等領域的快速發展。