快速傅立葉變換(FFT)是一種用於計算離散傅立葉變換(DFT)的高效算法,它通過分治策略將長序列的DFT分解為短序列的DFT,從而顯著減少計算量。
FFT算法的基本原理是利用DFT中的周期性和對稱性,通過遞歸或疊代的方式,將N點的DFT分解為更小的DFT計算。這個過程可以通過Cooley-Tukey算法實現,它是最常用的FFT算法之一。
FFT算法的主要優勢在於其計算效率高,能夠將DFT的計算複雜度從O(N^2)降低到O(NlogN),這使得它在數位訊號處理、圖像處理、通信等領域中得到了廣泛套用。例如,在音頻信號處理、圖像壓縮、信道估計等方面,FFT都發揮著重要作用。
FFT算法的實現有多種變體,如基於遞歸的Cooley-Tukey算法、基於疊代的radix-2算法和Bluestein算法等。每種算法都有其優缺點,適用於不同的套用場景。