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傅里叶延拓的快速算法。 (英语) Zbl 1255.65253号

摘要:提出了一种新的算法,它为计算最近发展起来的傅里叶延拓(一种特殊类型的傅立叶延拓方法)提供了一种快速方法,该方法可以得到非周期函数的超代数收敛傅里叶级数近似。以前,近似傅里叶级数的系数是通过基于正则奇异值分解(SVD)的超定线性方程组最小二乘解获得的。当系统的大小不太大时,这些SVD方法是有效的,但随着系统中未知量的增加,它们很快就会变得笨拙。我们证明了最小二乘问题的一种新的解耦方法,该方法产生两个方程组,其中一个可以通过快速傅里叶变换(FFT)快速求解,另一个可以用低阶系统很好地逼近。利用随机算法,将低秩系统简化为一个显著较小的方程组。然后,这个新系统被有效地解决,大大降低了计算成本和内存需求,同时仍然受益于使用正则化SVD的优势。新算法的计算成本约为单个FFT的成本乘以一个缓慢增加的因子,该因子仅随系统大小呈对数增长。

MSC公司:

65T40型 三角逼近和插值的数值方法
65T50型 离散快速傅立叶变换的数值方法
42A10号 三角近似
65层20 超定系统伪逆的数值解

软件:

FFTW公司
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