Приложение 2.А. Быстрое преобразование Фурье
Кратко рассмотрим БПФ. Более подробные сведения читатель может найти в литературе по обработке сигналов. В качестве отправного пункта воспользуемся
зуемся уравнением (2.3), заменив в нем показательную функцию на
как это сделано в разд. 2.2:
Введем новый индекс суммирования
который пробегает значения от 0 до
и связан с прежним индексом суммирования к следующими соотношениями:
Тогда уравнение
можно переписать следующим образом:
Пусть далее
отмегим, что
. В таком случае уравнение
можно
где
— новые функции, полученные в результате разделения точек, соответствующих четным и нечетным значениям аргумента. Две суммы, входящие в уравнение
очень сильно напоминают фурье-преобразования функций, заданных М отсчетами, с тем отличием, что в формулах, определяющих эти фурье-преобразования, индекс суммирования и пробегает значения от 0 до
Обратим внимание, что
поскольку
Таким образом, по
значениям фурье-образа функции
можно тривиально найти
значений. Следовательно, для вычисления фурье-преобразования справедливо следующее рекуррентное соотношение:
Соотношение
является основой БПФ. Во-первых, соответствующая вычислительная процедура легко программируется. Запишем ее в виде алгоритма