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dft算法

发布时间: 2022-01-12 20:08:24

Ⅰ 离散傅里叶变换(DFT)需进行N^2次乘法,N(N-1)次加法这是怎么算来的哪位举个简单的如N=3的例子 谢谢

偶尔碰到你的问题,已经很长时间了,不知道你还是不是需要,要不留给需要的人也好。

其实这个道理很简单,不用举例子的(敲公式太麻烦了)

看定义式:

X(K)一共是N个点,每完成一个点的DFT,假设K=1时,把后面的求和式子展开,一共是N个式子,那就是N-1次加法喽,每个式子都是复数相乘,必然是N次复数乘法了。意思就是计算一次DFT,就需要N次复数乘法和N-1次复数加法,那么X(K)一共是N个点,计算N次,就需要N*N+N*(N-1)次运算喽,其中N*N次乘法,N*(N-1)次加法。

因为计算量相当大,所以才出现了FFT...

Ⅱ dft 怎么计算reaction kinetics

IRC calculations = Intrinsic reaction coordinate calculations
内禀反应坐标计算法

例:
The minimum energy paths(MEP) are affirmed by intrinsic reaction coordinate(IRC) calculation and the imaginary vibration modes are discussed.
采用密度泛函(DFT)理论的B3LYP方法,在6-31++G(d,p)水平上按BERNY能量梯度解析全参数优化了HNCO和XCH2OH(X=CH3、NH2、OH、F)反应势能面上各驻点的几何构型,分别找到了这4个反应的过渡态,并通过振动频率分析确认了过渡态结构,通过内禀反应坐标(IRC)计算确认了最低能量反应途径(MEP)。

Ⅲ 设x(n)={1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0),用FFT算法求x(n)的DFT。FFT算法任选,画出FFT的流程图。

二维FFT相当于对行和列分别进行一维FFT运算。

先对各行逐一进行一维FFT,然后再对变换后的新矩阵的各列逐一进行一维FFT。相应的伪代码如下所示:for (int i=0; i<M; i++)FFT_1D(ROW[i],N);for (int j=0; j<N; j++)FFT_1D(COL[j],M);其中,ROW[i]表示矩阵的第i行。

例:

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#define N 1000

/*定义复数类型*/

typedef struct{

double real;

double img;

}complex;

complex x[N], *W; /*输入序列,变换核*/

int size_x=0;/*输入序列的大小,在本程序中仅限2的次幂*/

double PI;/*圆周率*/

void fft();/*快速傅里叶变换*/

void initW(); /*初始化变换核*/

void change(); /*变址*/

void add(complex ,complex ,complex *); /*复数加法*/

void mul(complex ,complex ,complex *); /*复数乘法*/

void sub(complex ,complex ,complex *); /*复数减法*/

void output();

int main(){

int i;/*输出结果*/

system("cls");

PI=atan(1)*4;

printf("Please input the size of x: ");

scanf("%d",&size_x);

printf("Please input the data in x[N]: ");

for(i=0;i<size_x;i++)

scanf("%lf%lf",&x[i].real,&x[i].img);

initW();

fft();

output();

return 0;

}

/*快速傅里叶变换*/

void fft(){

int i=0,j=0,k=0,l=0;

complex up,down,proct;

change();

for(i=0;i< log(size_x)/log(2) ;i++){ /*一级蝶形运算*/

l=1<<i;

(3)dft算法扩展阅读:

FFT算法很多,根据实现运算过程是否有指数因子WN可分为有、无指数因子的两类算法。

经典库利-图基算法 当输入序列的长度N不是素数(素数只能被1而它本身整除)而是可以高度分解的复合数,即N=N1N2N3…Nr时,若N1=N2=…=Nr=2,N=2则N点DFT的计算可分解为N=2×N/2,即两个N/2点DFT计算的组合,而N/2点DFT的计算又可分解为N/2=2×N/4,即两个N/4点DFT计算的组合。

依此类推,使DFT的计算形成有规则的模式,故称之为以2为基底的FFT算法。同理,当N=4时,则称之为以4为基底的FFT算法。当N=N1·N2时,称为以N1和N2为基底的混合基算法。

Ⅳ 求序列的4点dft运算

代入公式,X(k)=...,分别将k=0,1,2,3代入计算,得X(0)=2,X(1)=1-j,X(2)=0,X(3)=1+j,再按Parseval定理验证,能量P= 2 = (4+ 2 +2)/ 4=2

一个给定序列的子序列是从给定序列中去除一些元素,而不改变其他元素之间相对位置而得到的。若序列的项属于一个偏序集,则单调递增序列就是其中每个项都大于等于之前的项;若每个项都严格大于之前的项,这个序列就是严格单调递增的。类似可定义单调递减序列。

(4)dft算法扩展阅读:

例如,(C,Y,R) 是一个字母的序列:顺序是 C 第一,Y 第二,R 第三。序列可以是有限的(就像前面这个例子),也可以是无限的,就像所有正偶数的序列 (2,4,6,...)。有限序列包含空序列( ),它没有元素。序列中的元素也称为项,项的个数(可能是无限的)称为序列的长度。

序列写作 (a1,a2, ...)。简单起见,也可以用符号 (an)。

Ⅳ 谁知道DFT和FFT的发展历史啊

DFT/FFT的发展历史
离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)是数字信号处理最重要的基石之一,也是对信号进行分析和处理时最常用的工具之一。在200多年前法国数学家、物理学家傅里叶提出后来以他名字命名的傅里叶级数之后,用DFT这个工具来分析信号就已经为人们所知。历史上最伟大的数学家之一。
欧拉是第一个使用“函数”一词来描述包含各种参数的表达式的人,例如:y = f(x)。他是把微积分应用于物理学的先驱者之一。 给出了一个用实变量函数表示傅立叶级数系数的方程; 用三角级数来描述离散声音在弹性媒介中传播,发现某些函数可以通过余弦函数之和来表达。 但在很长时间内,这种分析方法并没有引起更多的重视,最主要的原因在于这种方法运算量比较大。直到1965年,Cooley和Tukey在《计算机科学 》发表着名的《机器计算傅立叶级数的一种算法》论文,FFT才开始大规模应用。
那个年代,有个肯尼迪总统科学咨询委员会。其中有项研究主题是,对苏联核测试进行检测,Tukey就是其中一员。美国/苏联核测试提案的批准,主要取决于不实地访问核测试设施而做出检测的方法的发展。其中一个想法是,分析离海岸的地震计情况,这种计算需要快速算法来计算DFT。其它应用是国家安全,如用声学探测远距离的核潜艇。所以在军事上,迫切需要一种快速的傅立叶变换算法,这也促进了FFT的正式提出。
FFT的这种方法充分利用了DFT运算中的对称性和周期性,从而将DFT运算量从N2减少到N*log2N。当N比较小时,FFT优势并不明显。但当N大于32开始,点数越大,FFT对运算量的改善越明显。比如当N为1024时,FFT的运算效率比DFT提高了100倍。在库利和图基提出的FFT算法中,其基本原理是先将一个N点时域序列的DFT分解为N个1点序列的DFT,然后将这样计算出来的N个1点序列DFT的结果进行组合,得到最初的N点时域序列的DFT值。实际上,这种基本的思想很早就由德国伟大的数学家高斯提出过,在某种情况下,天文学计算(也是现在FFT应用的领域之一)与等距观察的有限集中的行星轨道的内插值有关。由于当时计算都是靠手工,所以产生一种快速算法的迫切需要。 而且,更少的计算量同时也代表着错误的机会更少,正确性更高。高斯发现,一个富氏级数有宽度N=N1*N2,可以分成几个部分。计算N2子样本DFT的N1长度和N1子样本DFT的N2长度。只是由于当时尚欠东风——计算机还没发明。在20世纪60年代,伴随着计算机的发展和成熟,库利和图基的成果掀起了数字信号处理的革命,因而FFT发明者的桂冠才落在他们头上。
之后,桑德(G.Sand)-图基等快速算法相继出现,几经改进,很快形成了一套高效运算方法,这就是现在的快速傅立叶变换(FFT)。这种算法使DFT的运算效率提高1到2个数量级,为数字信号处理技术应用于各种信号的实时处理创造了良好的条件,大大推进了数学信号处理技术。1984年,法国的杜哈梅(P.Dohamel)和霍尔曼(H.Hollamann)提出的分裂基块快速算法,使运算效率进一步提高。
库利和图基的FFT算法的最基本运算为蝶形运算,每个蝶形运算包括两个输入点,因而也称为基-2算法。在这之后,又有一些新的算法,进一步提高了FFT的运算效率,比如基-4算法,分裂基算法等。这些新算法对FFT运算效率的提高一般在50%以内,远远不如FFT对DFT运算的提高幅度。从这个意义上说,FFT算法是里程碑式的。可以说,正是计算机技术的发展和FFT的出现,才使得数字信号处理迎来了一个崭新的时代。除了运算效率的大幅度提高外,FFT还大大降低了DFT运算带来的累计量化误差,这点常为人们所忽略。

分给我吧 哈哈

Ⅵ 数字信号处理计算N点的DFT

只做点提示
x(k) = SIGMA{ x(n)*exp(-j 2*pi*k*n/N) } //注意:只有一项没m=n不为零,其余全部为零
= exp(-j2*pi*k*m) // x(m)幅度为1
= cos(2*pi*k*m)-jsin(2*pi*k*m) // 欧拉公式

Ⅶ 如何计算x=的DFT

通常做4个点的FFT,就意味着你在市域上取了4个点的样本来做。FFT是DFT的快速实现方式,本质是完全一样的。你的问题应该是在问,如何用两个4点的FFT结构合起来实现8个点的DFT吧,那么这个就牵涉到你的蝴蝶是怎样画的了,应该不难画出来,请楼主自己试试。

Ⅷ 如何计算x(n)={4,3,2,1,0}的DFT

程序
x=[4,3,2,1,0]
N = length(x)
n = [0:N-1]
k = [0:N-1]
w = exp(-j*2*pi/N)
nk = n' * k
wnk = w.^(nk)
Xk = x * wnk
结果
x =
4 3 2 1 0
N =
5
n =
0 1 2 3 4
k =
0 1 2 3 4
w =
0.3090 - 0.9511i
nk =
0 0 0 0 0
0 1 2 3 4
0 2 4 6 8
0 3 6 9 12
0 4 8 12 16
wnk =
1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
1.0000 0.3090 - 0.9511i -0.8090 - 0.5878i -0.8090 + 0.5878i 0.3090 + 0.9511i
1.0000 -0.8090 - 0.5878i 0.3090 + 0.9511i 0.3090 - 0.9511i -0.8090 + 0.5878i
1.0000 -0.8090 + 0.5878i 0.3090 - 0.9511i 0.3090 + 0.9511i -0.8090 - 0.5878i
1.0000 0.3090 + 0.9511i -0.8090 + 0.5878i -0.8090 - 0.5878i 0.3090 - 0.9511i

Xk =
10.0000 2.5000 - 3.4410i 2.5000 - 0.8123i 2.5000 + 0.8123i 2.5000 + 3.4410i

Ⅸ 数字信号处理 DFT DTFT DFS之间什么区别啊谢谢。。。

1、定义不同: DTFT是离散时间傅里叶变换 ,它用于离散非周期序列分析;DFT只是对一周期内的有限个离散频率的表示;DFS是周期序列的离散傅里叶级数。

2、DFS是对离散周期信号进行级数展开,DFS是DFT的周期延拓;DFT是将DFS取主值,

3、DTFT是是对序列的FT,得到连续的周期谱,而DFT得到是有限长的非周期离散谱。

(9)dft算法扩展阅读:

1、DFT:离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,缩写为DFT),是傅里叶变换在时域和频域上都呈离散的形式,将信号的时域采样变换为其DTFT的频域采样。在形式上,变换两端(时域和频域上)的序列是有限长的,而实际上这两组序列都应当被认为是离散周期信号的主值序列。

即使对有限长的离散信号作DFT,也应当将其看作其周期延拓的变换。

2、DTFT,离散时间傅里叶变换(DTFT,Discrete-timeFourierTransform),是傅里叶变换的一种。也可以叫做序列的傅里叶变换。

3、DFS也即离散傅里叶级数,又称离散时间傅里叶级数即DTFS,T代表时间。和连续周期信号相比,离散周期信号的离散傅里叶级数的频谱是周期性的,因为时域的连续对应于频率的非周期,时域的离散对应于频率的周期。

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