📚快速傅里叶变换FFT & Python代码实现⚡
快速傅里叶变换(FFT)是一种高效计算离散傅里叶变换(DFT)的算法,在信号处理、图像处理和数据压缩等领域有着广泛应用。简单来说,它能将时域信号转换为频域信号,帮助我们更直观地分析信号特性✨。
例如,当我们有一组采样数据时,FFT可以迅速找出隐藏在数据中的频率成分。这种方法极大地减少了计算复杂度,从O(N²)降低到O(N log N),使大规模数据分析成为可能💫。
下面是一个简单的Python代码示例,展示如何用NumPy库实现FFT:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
创建一个合成信号
t = np.linspace(0, 1, 500, endpoint=False)
signal = np.sin(2 np.pi 10 t) + 0.5 np.sin(2 np.pi 20 t)
应用FFT
fft_result = np.fft.fft(signal)
frequencies = np.fft.fftfreq(signal.size, d=1/500)
绘制结果
plt.plot(frequencies[:len(frequencies)//2], np.abs(fft_result)[:len(frequencies)//2])
plt.title('FFT Result')
plt.xlabel('Frequency (Hz)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.show()
```
通过这段代码,我们可以轻松观察到原始信号中的主要频率成分,进一步验证了FFT的强大功能🔍!
科技 编程 信号处理 Python
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