Tiếp theo các bài trước, bài này nói về DFT trên các nhóm Abel. Ta đã biết rằng các phép biểu diễn tối giản trên một nhóm Abel bất kỳ đều là các phép biểu diễn 1 chiều. Tổng số các (isomorphism classes của) các phép biểu diễn một chiều này bằng với tổng số conjugacy classes của nhóm, nghĩa là bằng với tổng số phần tử trong nhóm vì đây là nhóm Abel.
Để cho dễ hiểu, hãy xét trường hợp đơn giản khi
. (Nhớ rằng mỗi nhóm Abel hữu hạn đều isomorphic với tổng trực tiếp của một mớ cyclic groups dạng
.) Trong trường hợp này, một hàm số
là một character của
nếu nó là một phép đồng cấu từ
vào
, nghĩa là nó thỏa mãn
Từ đó, dễ thấy rằng
và
là một nth root of unity. Các giá trị khác thỏa
. Đặt
. Với mỗi phần tử
, nếu ta đặt
thì tập hợp
bộ
này chính là tập hợp
characters của
. Viết ra cụ thể hơn:
Bộ các characters này một hệ cơ sở trực chuẩn của
nếu ta dùng inner-product
Như đã nói sơ lược trong bài 2 về DFT, xét một hàm (nghĩa là vector)
bất kỳ; biểu diễn
dùng hệ cơ sở trực chuẩn trên:
thì
. Đây chính là cái định nghĩa DFT thường thấy trong sách giáo khoa. Như vậy, DFT thường dùng trong xử lý tín hiệu số là một trường hợp đặc biệt của DFT trên nhóm
.
Trường hợp một nhóm Abel bất kỳ thì như thế nào?
Một nhóm Abel
bất kỳ đề có thể viết dưới dạng
. Hơn nữa, nếu
và
là hai characters của
thì hàm
định nghĩa bởi
là một character của
. Ngược lại, bất kỳ character nào của
cũng có thể viết được dưới dạng “tích” của hai characters của
. Tổng quát hơn, nếu
thì mọi character của
đều là “tích” (nói đúng hơn là “tổng trực tiếp”) của các characters của
.
Nhờ đó, ta có thể viết cụ thể ra bộ characters của nhóm
như sau: mỗi character
sẽ được đánh chỉ số bởi một thành viên
. Nhớ rằng
là một vector. Character này được định nghĩa như sau:
Bộ characters này là một hệ cơ sở trực chuẩn của không gian
. Từ đó ta dễ dàng viết lại DFT của một hàm
bất kỳ, cùng với DFT nghịch đảo và các đẳng thức Parseval, Plancharel.
Chủ đề: Thuật Toán | Bình luận (6) »