Вы меня простите, но у вас или формула в условии неверна, или вы что-то не заметили. В случае, если у вас только '0' и '1' (т.е. логические значения), то третий массив не зависит от первого вообще, а является инвертированным вторым: z[i] = not y[i]
Копать теорию: https://www.google.com/search?q=python+fft
Там много ссылок с примерами частотного анализа. Какой полученные данные прикрутить к ленте - уже, мне кажется, более простой вопрос.