将1D向量视为2D用1D FFT实现2D FFT,补零是否干扰结果?
问题解答
核心结论:只要按正确步骤提取行/列子向量再做FFT,就不会在数据中间补零,结果也不会出错;但如果操作方式错误,就会出问题。具体拆解如下:
处理每行的情况:
你的2D数据按v[rowIndex * columnCount + columnIndex]存储时,每行的元素是连续的(比如第i行对应v[i*N]到v[i*N+N-1],N是列数)。对每行单独提取出这个连续的子向量,再用你的1D FFT算法处理——此时算法补零是补在这个子向量的末尾,不会插到原数据的中间,这一步完全没问题,和单独处理一个1D行向量的逻辑一致。处理每列的情况:
每列的元素在原1D数组里是分散的(比如第j列对应v[j]、v[N+j]、v[2N+j]…)。这时候必须先把这一列的所有元素提取出来,组成一个连续的临时1D子向量,再对这个子向量做1D FFT。同样,补零只会加在这个临时子向量的末尾,不会影响原数据的结构,这一步的结果也是正确的。错误操作的风险:
如果你跳过了提取子向量的步骤,直接在原1D数组上对列元素的非连续位置做FFT——比如误以为可以直接对整个数组做某种操作来替代列处理,这时候你的1D FFT算法会把整个大数组补零到2的幂次,补的零就会插在原数据的中间,彻底打乱2D结构,导致2D FFT结果完全错误。
简单说:只要你把每行、每列都当成独立的1D向量单独处理,补零只会在每个小向量的末尾,不会搞乱原数据,结果就没问题。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者user3253067
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