【MIT线性代数学习-27】复数矩阵 / FFT
1. 复数矩阵
- 对于复数向量来说,求膜长的时候要采用(根号 X H X X^HX XHX),也就是共轭转置,这样求出来的膜长才是符合真正需求的,而不是简单的转置。求内积也是如此。
- 对于对称的定义也变成了共轭转置。

- 正交矩阵也从任意两个向量共轭相乘判断,变为了H转置。此时组成的正交矩阵也被叫为酉矩阵(Unitary)。

2. 傅立叶矩阵
傅立叶矩阵特点:是个全矩阵(没有零元素),并且是正交的
其中每一项都是 ( F n ) i j = w i j (F_n)_{ij} = w^{ij} (Fn)ij=wij

其中 w n = 1 w^n = 1 wn=1,即 w = e i ∗ 2 π / n w = e^{i*2\pi/n} w=ei∗2π/n, 每一个w都在单位圆上。

但是不是真的标准正交,而只是正交。因此要让 F n = 1 / n ∗ F n F_n=1/\sqrt{n} *F_n Fn=1/n∗Fn,这样他的逆就好求了。就是共轭转置

3. FFT(快速傅立叶变换)
可以观察到傅立叶中w有一些规律,比如 w 64 w_{64} w64可以写作 w 32 2 w_{32}^2 w322,因此可以简化运算。
具体的:
以n=64时为例, F 64 F_{64} F64可以被分解为两个 F 32 F_{32} F32的排列。以及左右乘两个矩阵。
- 其中右侧是一个Permutation置换矩阵,作用就是把所有的偶数项换到前边(从0开始),奇数项放后边,这个计算可以忽略。
- 左侧的对角矩阵D,才是分解一步所需要的计算量,因为有32个元素,因此计算花销为32。
因此,一个矩阵左乘 F 64 F_{64} F64所用的乘法次数就从 6 4 2 64^2 642次变为了 2 ∗ ( 32 ) 2 + 32 2*(32)^2+32 2∗(32)2+32次。

而得到的 F 32 F_{32} F32又可以分解为 F 16 F_{16} F16的组合。直到分解到1阶的傅立叶矩阵,因此复杂度从原先的 n 2 n^2 n2 变为了 1 / 2 ∗ n ∗ l o g n 1/2 * n * logn 1/2∗n∗logn

本文来自互联网用户投稿,文章观点仅代表作者本人,不代表本站立场,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击【内容举报】进行投诉反馈!
