Алгоритм, называемый Быстрым Преобразованием Фурье (БПФ, Fast Fourier Transform, FFT), является одним из самых важных аспектов "цифровой" жизни человечества. Но об этом мало кто знает и даже подозревает. БПФ - это основной базовый алгоритм, используемый для цифровой обработки сигналов, изображений, сжатия данных, аудио и видеоинформации, и другой сложной математики, позволяющей просмотреть очередной эпизод Вашего любимого сериала на экране смартфона или компьютера.

Основным назначением алгоритма БПФ является разложение сложных негармонических сигналов на несколько гармонических чистых сигналов, частот. Подобным образом один единственный сложный электрический сигнал, идущий по проводам от Вашего MP3-плеера к наушникам, превращается во множество различных звуков, которые составляют музыку.

Не вдаваясь глубоко в математические дебри алгоритмики преобразования Фурье, расскажу, что преобразование Фурье раскладывает любой сигнал, радиосигнал, видео или аудио, на составляющие частоты. Получив такую раскладку, можно усилить некоторые частоты или полностью избавиться от нежелательных составляющих сигнала. Применяя после обработки обратное преобразование Фурье, снова получается исходный сигнал, но полностью свободный от шумов, помех и искажений. При этом происходит лишь незначительная потеря качества (информации) относительно исходного сигнала.

Алгоритм БПФ и так в настоящее время оптимизирован по максимуму и выполняется крайне быстро, но, оказывается, его можно сделать еще быстрее. Команда исследователей из Массачусетского технологического института предоставила новый алгоритм, выполняющий функцию преобразования Фурье, который по скорости работы в большинстве случаев значительно превосходит стандартный алгоритм БПФ. Очень трудно недооценить важность такого достижения, ведь благодаря более быстрому преобразованию Фурье мобильные и передвижные электронные устройства смогут передавать и получать высококачественные видео- и аудио-сигналы, не увеличивая ширину полосы передачи и существенно экономя заряд аккумуляторных батарей.

Применение нового алгоритма преобразования Фурье и специальных процессоров цифровой обработки сигнала (Digital Signal Processor, DSP), реализующих этот алгоритм, позволит увеличить в несколько раз скорости передачи информации по радио- и оптическим каналам, а в некоторых случаях величина этого увеличения может составить в 10 раз и более. С учетом того, что алгоритмы преобразования Фурье и так выполняются достаточно быстро в настоящее время, то десятикратное ускорение - это весьма серьезное достижение.