kopia lustrzana https://github.com/Dsplib/libdspl-2.0
added kaiser window
Dsplib
rodzic
242123b597
commit
1afe24f324
1
Makefile
1
Makefile
|
|
@ -32,7 +32,6 @@ all:
|
|||
|
||||
clean:
|
||||
$(MAKE) -f Makefile.dspl clean
|
||||
$(MAKE) -f Makefile.test clean
|
||||
$(MAKE) -f Makefile.verif clean
|
||||
$(MAKE) -f Makefile.examples clean
|
||||
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -31,7 +31,7 @@
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup TYPES_GROUP
|
||||
\def ABSSQR(x)
|
||||
\brief Макрос возвращает квадрат модуля комплексного числа `x`.
|
||||
|
|
@ -51,12 +51,8 @@
|
|||
y = ABSSQR(z);
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
Переменная `z = 1-2j`, где `j` - мнимая единица, а переменная `y = 5`.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
Переменная `z = 1-2j`, где `j` - мнимая единица, а переменная `y = 5`.
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
@ -65,31 +61,30 @@
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup TYPES_GROUP
|
||||
\def IM(x)
|
||||
\brief Макрос определяющий мнимую часть комплексного числа.
|
||||
|
||||
Например:
|
||||
\code
|
||||
complex_t z;
|
||||
RE(z) = 1.0;
|
||||
IM(z) = -2.0;
|
||||
\endcode
|
||||
Например:
|
||||
\code
|
||||
complex_t z;
|
||||
RE(z) = 1.0;
|
||||
IM(z) = -2.0;
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
Переменная `z = 1-2j`, где `j` - мнимая единица.
|
||||
Переменная `z = 1-2j`, где `j` - мнимая единица.
|
||||
|
||||
Аналогично, макрос можно использовать для получения мнимой части комплексного числа:
|
||||
|
||||
\code
|
||||
complex_t z = {3.0, -4.0};
|
||||
double r;
|
||||
r = IM(z);
|
||||
\endcode
|
||||
В данном примере переменная `z = 3-4i`, а в переменой `r` будет храниться число -4.
|
||||
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
Аналогично, макрос можно использовать для получения
|
||||
мнимой части комплексного числа:
|
||||
\code
|
||||
complex_t z = {3.0, -4.0};
|
||||
double r;
|
||||
r = IM(z);
|
||||
\endcode
|
||||
В данном примере переменная `z = 3-4i`,
|
||||
а в переменой `r` будет храниться число -4.
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
@ -100,31 +95,32 @@
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
\ingroup TYPES_GROUP
|
||||
\def RE(x)
|
||||
\brief Макрос определяющий реальную часть комплексного числа.
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup TYPES_GROUP
|
||||
\def RE(x)
|
||||
\brief Макрос определяющий реальную часть комплексного числа.
|
||||
|
||||
Например:
|
||||
\code
|
||||
complex_t z;
|
||||
RE(z) = 1.0;
|
||||
IM(z) = -2.0;
|
||||
\endcode
|
||||
Например:
|
||||
\code
|
||||
complex_t z;
|
||||
RE(z) = 1.0;
|
||||
IM(z) = -2.0;
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
Переменная `z = 1-2j`, где `j` - мнимая единица.
|
||||
Переменная `z = 1-2j`, где `j` - мнимая единица.
|
||||
|
||||
Аналогично, макрос можно использовать для получения реальной части комплексного числа:
|
||||
Аналогично, макрос можно использовать для получения
|
||||
реальной части комплексного числа:
|
||||
|
||||
\code
|
||||
complex_t z = {3.0, -4.0};
|
||||
double r;
|
||||
r = RE(z);
|
||||
\endcode
|
||||
В данном примере переменная `z = 3-4i`, а в переменой `r` будет храниться число 3.
|
||||
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
\code
|
||||
complex_t z = {3.0, -4.0};
|
||||
double r;
|
||||
r = RE(z);
|
||||
\endcode
|
||||
В данном примере переменная `z = 3-4i`, а в переменой `r`
|
||||
будет храниться число 3.
|
||||
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
@ -134,108 +130,104 @@
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
\ingroup TYPES_GROUP
|
||||
\fn int re2cmplx(double* x, int n, complex_t *y)
|
||||
\brief Преобразование массива вещественных данных в массив комплексных данных.
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup TYPES_GROUP
|
||||
\fn int re2cmplx(double* x, int n, complex_t *y)
|
||||
\brief Преобразование массива вещественных данных в массив комплексных данных.
|
||||
|
||||
Функция заполняет реальные части массива `y` данных соответсвующими значениями
|
||||
исходного вещественного массива `x`. <BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\param[in] x Указатель на массв вещественных данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер массивов входных и выходных данных.<BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] y Указатель на адрес массива комплексных данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена. <BR><BR>
|
||||
Функция заполняет реальные части массива `y` данных соответсвующими значениями
|
||||
исходного вещественного массива `x`. <BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` если преобразование произведено успешно. <BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки":<BR>
|
||||
\param[in] x Указатель на массв вещественных данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер массивов входных и выходных данных.<BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] y Указатель на адрес массива комплексных данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена. <BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` если преобразование произведено успешно. <BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки":<BR>
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Например при выполнении следующего кода
|
||||
\code{.cpp}
|
||||
double x[3] = {1.0, 2.0, 3.0};
|
||||
complex_t y[3];
|
||||
Например при выполнении следующего кода
|
||||
\code{.cpp}
|
||||
double x[3] = {1.0, 2.0, 3.0};
|
||||
complex_t y[3];
|
||||
|
||||
re2cmplx(x, 3, y);
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
Значениям `y` будут присвоены значения:
|
||||
|
||||
\verbatim
|
||||
y[0] = 1+0j;
|
||||
y[1] = 2+0j;
|
||||
y[2] = 3+0j.
|
||||
\endverbatim
|
||||
re2cmplx(x, 3, y);
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
Значениям `y` будут присвоены значения:
|
||||
|
||||
\verbatim
|
||||
y[0] = 1+0j;
|
||||
y[1] = 2+0j;
|
||||
y[2] = 3+0j.
|
||||
\endverbatim
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
\ingroup TYPES_GROUP
|
||||
\fn int cmplx2re(complex_t* x, int n, double *re, double *im)
|
||||
\brief Преобразование массива комплексных данных в два массива
|
||||
вещественных данных, содержащих реальную и мнимую части
|
||||
исходного массива
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup TYPES_GROUP
|
||||
\fn int cmplx2re(complex_t* x, int n, double *re, double *im)
|
||||
\brief Преобразование массива комплексных данных в два массива
|
||||
вещественных данных, содержащих реальную и мнимую части
|
||||
исходного массива
|
||||
|
||||
Функция заполняет реальные массивы `re` и `im` соответсвующими значениями
|
||||
ральной и мнимой частей исходного комплексного массива `x`. <BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\param[in] x Указатель на массв комплексных данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер массивов входных и выходных данных.<BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] re Указатель на адрес массива реальной части данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] im Указатель на адрес массива мнимой части данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` если преобразование произведено успешно. <BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки":<BR>
|
||||
|
||||
Например при выполнении следующего кода
|
||||
\code{.cpp}
|
||||
complex_t x[3] = {{1.0, 2.0}, {3.0, 4.0}, {5.0, 6.0}};
|
||||
double re[3], im[3];
|
||||
|
||||
cmplx2re(x, 3, re, im);
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
Элементам массивов `re` и `im` будут присвоены значения:
|
||||
|
||||
\verbatim
|
||||
re[0] = 1.0; im[0] = 2.0;
|
||||
re[1] = 3.0; im[1] = 4.0;
|
||||
re[2] = 5.0; im[2] = 6.0;
|
||||
\endverbatim
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
Функция заполняет реальные массивы `re` и `im` соответсвующими значениями
|
||||
ральной и мнимой частей исходного комплексного массива `x`. <BR>
|
||||
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
\param[in] x Указатель на массв комплексных данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер массивов входных и выходных данных.<BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] re Указатель на адрес массива реальной части данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] im Указатель на адрес массива мнимой части данных.<BR>
|
||||
Размер массива `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` если преобразование произведено успешно. <BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки":<BR>
|
||||
|
||||
Например при выполнении следующего кода
|
||||
\code{.cpp}
|
||||
complex_t x[3] = {{1.0, 2.0}, {3.0, 4.0}, {5.0, 6.0}};
|
||||
double re[3], im[3];
|
||||
|
||||
cmplx2re(x, 3, re, im);
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
Элементам массивов `re` и `im` будут присвоены значения:
|
||||
|
||||
\verbatim
|
||||
re[0] = 1.0; im[0] = 2.0;
|
||||
re[1] = 3.0; im[1] = 4.0;
|
||||
re[2] = 5.0; im[2] = 6.0;
|
||||
\endverbatim
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -3,159 +3,166 @@
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
\ingroup DFT_GROUP
|
||||
\struct fft_t
|
||||
\brief Структура данных объекта быстрого преобразования Фурье
|
||||
|
||||
Структура хранит указатели на массивы поворотных коэффициентов и массивы промежуточных данных
|
||||
алгоритма быстрого преобразования Фурье.
|
||||
|
||||
Библиотека DSPL использует для БПФ алгоритм для составной длины
|
||||
|
||||
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup DFT_GROUP
|
||||
\struct fft_t
|
||||
\brief Структура данных объекта быстрого преобразования Фурье
|
||||
|
||||
\param n Размер вектора БПФ, для которого выделена память в массивах структуры. <BR>
|
||||
Парметр `n` должен быть равен целой степени двойки. <BR><BR>
|
||||
Структура хранит указатели на массивы поворотных коэффициентов
|
||||
и массивы промежуточных данных алгоритма быстрого преобразования Фурье.
|
||||
|
||||
Библиотека DSPL использует для БПФ алгоритм для составной длины
|
||||
|
||||
|
||||
\param w Указатель на вектор поворотных коэффициентов алгоритма БПФ.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена и массив поворотных коэффициентов должен
|
||||
быть заполнен функцией \ref fft_create. <BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\param t0 Указатель на вектор промежуточных вычислений алгоритма БПФ.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена функцией \ref fft_create. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param n Размер вектора БПФ, для которого выделена память
|
||||
в массивах структуры. <BR>
|
||||
Парметр `n` должен быть равен целой степени двойки. <BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\param t1 Указатель на вектор промежуточных вычислений алгоритма БПФ.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена функцией \ref fft_create. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param w Указатель на вектор поворотных коэффициентов алгоритма БПФ.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена и массив поворотных коэффициентов
|
||||
должен быть заполнен функцией \ref fft_create. <BR><BR>
|
||||
|
||||
Структура заполняется функцией \ref fft_create один раз до использования алгоритма БПФ. <BR>
|
||||
Указатель на объект данной структуры может быть многократно использован при вызвове функций БПФ.<BR>
|
||||
Перед выходом из программы выделенную память под поворотные коэффициенты и массивы промежуточных данных
|
||||
необходимо очистить функцией \ref fft_free. Например:
|
||||
|
||||
\param t0 Указатель на вектор промежуточных вычислений алгоритма БПФ.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена функцией \ref fft_create. <BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\param t1 Указатель на вектор промежуточных вычислений алгоритма БПФ.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена функцией \ref fft_create. <BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
Структура заполняется функцией \ref fft_create один раз
|
||||
до использования алгоритма БПФ. <BR>
|
||||
Указатель на объект данной структуры может быть
|
||||
многократно использован при вызове функций БПФ.<BR>
|
||||
Перед выходом из программы выделенную память под поворотные
|
||||
коэффициенты и массивы промежуточных данных
|
||||
необходимо очистить функцией \ref fft_free. Например:
|
||||
|
||||
\code
|
||||
fft_t pfft; // объявляем объект fft_t
|
||||
int n = 64; // Размер БПФ
|
||||
|
||||
// обнуляем все поля и указатели.
|
||||
// Данные шаг рекомендуется ввиду того, что некоторые
|
||||
// при создании переменной не инициализируют ее нулем.
|
||||
memset(&pfft, 0, sizeof(fft_t));
|
||||
|
||||
int err;
|
||||
|
||||
//создаем объект для 64-точечного БПФ
|
||||
err = fft_create(&pfft, n);
|
||||
|
||||
// Вызов БПФ функции
|
||||
// Еще раз вызов БПФ функции
|
||||
// ....
|
||||
|
||||
|
||||
//очистить память объекта БПФ
|
||||
fft_free(&pfft);
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
|
||||
Важно отметить, что если объект `fft_t` был создан для размера БПФ равного `n`,
|
||||
то он может быть использован только для БПФ размера `n`. <BR>
|
||||
|
||||
|
||||
Также необходимо заметить, что функции БПФ самостоятельно контролируют размер,
|
||||
и самостоятельно выделяют память объекта БПФ при необходимости.
|
||||
Так если вызвать любую функцию использующую структуру `fft_t` с заполненными
|
||||
данными для длины БПФ `k` для расчета БПФ длины `n`,
|
||||
то массивы стуктуры будут автоматически пересозданы для длины `n`.
|
||||
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup DFT_GROUP
|
||||
\fn int fft_create(fft_t *pfft, int n)
|
||||
\brief Заполнение структуры `fft_t` для алгоритма БПФ
|
||||
|
||||
Функция производит выделение памяти и рассчет векторов
|
||||
поворотных коэффициентов `n`-точечного БПФ для структуры `fft_t`.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\param[in,out] pfft Указатель на структуру `fft_t`. <BR>
|
||||
Указатель не должен быть `NULL`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер БПФ \f$n\f$.<BR>
|
||||
Размер БПФ может быть составным вида
|
||||
\f$n = n_0 \times n_1 \times n_2 \times n_3 \times \ldots \times n_p \times m\f$,
|
||||
где \f$n_i = 2,3,5,7\f$, а \f$m \f$ --
|
||||
произвольный простой множитель не превосходящий 46340.
|
||||
<BR><BR>
|
||||
Таким образом алгоритм БПФ поддерживает произвольные
|
||||
длины, равные целой степени чисел 2,3,5,7,
|
||||
а также различные их комбинации. <BR><BR>
|
||||
Так например, при \f$ n = 725760 \f$ структура
|
||||
будет успешно заполнена, отому что
|
||||
\f$725760 = 2 \cdot 3 \cdot 4 \cdot 5 \cdot 6 \cdot 7 \cdot 9 \cdot 16 \f$,
|
||||
т.е. получается как произведение множителей 2,3,5,7.
|
||||
<BR><BR>
|
||||
При \f$ n = 172804 = 43201 \cdot 4 \f$ структура также
|
||||
будет успешно заполнена, потому что простой множитель
|
||||
входящий в \f$n\f$ не превосходит 46340.
|
||||
<BR><BR>
|
||||
Для размера
|
||||
\f$ n = 13 \cdot 17 \cdot 23 \cdot 13 = 66079 \f$
|
||||
функция вернет ошибку, поскольку 66079 больше 46340
|
||||
и не является результатом произведения чисел 2,3,5,7.
|
||||
<BR><BR>
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` если структура заполнена успешно. <BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".<BR><BR>
|
||||
|
||||
\note Некоторые компиляторы при создании структуры не обнуляют ее содержимое.
|
||||
Поэтому рекомендуется произвести обнуление структуры после ее объявления:
|
||||
\code
|
||||
fft_t pfft; // объявляем объект fft_t
|
||||
int n = 64; // Размер БПФ
|
||||
|
||||
\code
|
||||
fft_t pfft; // объявляем объект fft_t
|
||||
int n = 64; // Размер БПФ
|
||||
|
||||
// обнуляем все поля и указатели.
|
||||
// Данные шаг рекомендуется ввиду того, что некоторые
|
||||
// при создании переменной не инициализируют ее нулем.
|
||||
memset(&pfft, 0, sizeof(fft_t));
|
||||
|
||||
int err;
|
||||
|
||||
//создаем объект для 64-точечного БПФ
|
||||
err = fft_create(&pfft, n);
|
||||
|
||||
// Вызов БПФ функции
|
||||
// Еще раз вызов БПФ функции
|
||||
// ....
|
||||
|
||||
|
||||
//очистить память объекта БПФ
|
||||
fft_free(&pfft);
|
||||
\endcode
|
||||
|
||||
// обнуляем все поля и указатели.
|
||||
// Данные шаг рекомендуется ввиду того, что некоторые
|
||||
// компиляторы при создании переменной не инициализируют ее нулем.
|
||||
memset(&pfft, 0, sizeof(fft_t));
|
||||
|
||||
Важно отметить, что если объект `fft_t` был создан для размера БПФ равного `n`,
|
||||
то он может быть использован только для БПФ размера `n`. <BR>
|
||||
int err;
|
||||
|
||||
|
||||
Также необходимо заметить, что функции БПФ самостоятельно контроллируют размер,
|
||||
и самостоятельно выделяют память объекта БПФ при необходимости. Так если вызвать
|
||||
любую функцию использующую структуру `fft_t` с заполненными данными для длины
|
||||
БПФ `k` для расчета БПФ длины `n`, то массивы стуктуры будут автоматически
|
||||
пересозданы для длины `n`.
|
||||
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
//создаем объект для 64-точечного БПФ
|
||||
err = fft_create(&pfft, n);
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
// .....
|
||||
|
||||
//очистить память объекта БПФ
|
||||
fft_free(&pfft);
|
||||
\endcode
|
||||
Перед выходом из программы выделенную в структуре память
|
||||
необходимо очистить функцией \ref fft_free .<BR><BR>
|
||||
|
||||
\note Магия числа 46340 заключается в том, что
|
||||
\f$\sqrt{2^{31}} = 46340.95\f$.
|
||||
<BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
\ingroup DFT_GROUP
|
||||
\fn int fft_create(fft_t *pfft, int n)
|
||||
\brief Заполнение структуры `fft_t` для алгоритма БПФ
|
||||
|
||||
Функция производит выделение памяти и рассчет векторов поворотных коэффициентов
|
||||
`n`-точечного БПФ для структуры `fft_t`.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\param[in,out] pfft Указатель на структуру `fft_t`. <BR>
|
||||
Указатель не должен быть `NULL`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер БПФ \f$n\f$.<BR>
|
||||
Размер БПФ может быть составным вида
|
||||
\f$n = n_0 \times n_1 \times n_2 \times n_3 \times \ldots \times n_p \times m\f$,
|
||||
где \f$n_i = 2,3,5,7\f$, а \f$m \f$ -- произвольный простой
|
||||
множитель не превосходящий 46340.<BR><BR>
|
||||
Таким образом алгоритм БПФ поддерживает произвольный длины, равные целой степени чисел 2,3,5,7,
|
||||
а таже различные их комбинации. <BR><BR>
|
||||
Так например, при \f$ n = 725760 \f$ структура будет успешно заполнена,
|
||||
потому что \f$725760 = 2 \cdot 3 \cdot 4 \cdot 5 \cdot 6 \cdot 7 \cdot 9 \cdot 16 \f$,
|
||||
т.е. получается как произведение множителей 2,3,5,7.<BR><BR>
|
||||
При \f$ n = 172804 = 43201 \cdot 4 \f$ структура также будет успешно заполнена,
|
||||
потому что простой множитель входящий в \f$n\f$ не превосходит 46340.<BR><BR>
|
||||
Для размера \f$ n = 13 \cdot 17 \cdot 23 \cdot 13 = 66079 \f$ функция вернет ошибку,
|
||||
поскольку 66079 больше 46340 и не является результатом произведения чисел 2,3,5,7.<BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` если структура заполнена успешно. <BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".<BR><BR>
|
||||
|
||||
\note Некоторые компиляторы при создании структуры не обнуляют ее содержимое.
|
||||
Поэтому рекомендуется произвести обнуление структуры после ее объявления:
|
||||
\code
|
||||
fft_t pfft; // объявляем объект fft_t
|
||||
int n = 64; // Размер БПФ
|
||||
|
||||
// обнуляем все поля и указатели.
|
||||
// Данные шаг рекомендуется ввиду того, что некоторые
|
||||
// компиляторы при создании переменной не инициализируют ее нулем.
|
||||
memset(&pfft, 0, sizeof(fft_t));
|
||||
|
||||
int err;
|
||||
|
||||
//создаем объект для 64-точечного БПФ
|
||||
err = fft_create(&pfft, n);
|
||||
|
||||
// .....
|
||||
|
||||
//очистить память объекта БПФ
|
||||
fft_free(&pfft);
|
||||
\endcode
|
||||
Перед выходом из программы выделенную в структуре память необходимо очистить функцией \ref fft_free .<BR><BR>
|
||||
|
||||
\note Магия числа 46340 заключается в том, что \f$\sqrt{2^{31}} = 46340.95\f$.<BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
@ -165,24 +172,20 @@
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
\ingroup DFT_GROUP
|
||||
\fn void fft_free(fft_t *pfft)
|
||||
\brief Очистить структуру `fft_t` алгоритма БПФ
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup DFT_GROUP
|
||||
\fn void fft_free(fft_t *pfft)
|
||||
\brief Очистить структуру `fft_t` алгоритма БПФ
|
||||
|
||||
Функция производит очищение памяти промежуточных данных
|
||||
и векторов поворотных коэффициентов структуры `fft_t`.
|
||||
Функция производит очищение памяти промежуточных данных
|
||||
и векторов поворотных коэффициентов структуры `fft_t`.
|
||||
|
||||
\param[in] pfft Указатель на структуру `fft_t`. <BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\param[in] pfft Указатель на структуру `fft_t`. <BR>
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
@ -191,38 +194,35 @@
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! *************************************************************************************************
|
||||
\ingroup DFT_GROUP
|
||||
\fn int fft_shift(double* x, int n, double* y)
|
||||
\brief Перестановка спектральных отсчетов дискретного преобразования Фурье
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup DFT_GROUP
|
||||
\fn int fft_shift(double* x, int n, double* y)
|
||||
\brief Перестановка спектральных отсчетов дискретного преобразования Фурье
|
||||
|
||||
Функция производит
|
||||
<a href="http://ru.dsplib.org/content/dft_freq/dft_freq.html">
|
||||
перестановку спектральных отсчетов ДПФ
|
||||
</a> и переносит нулевую частоту в центр вектора ДПФ. <BR>
|
||||
Данная функция обрабатывает вещественные входные и выходные вектора и может применяться для перестановки
|
||||
амплитудного или фазового спектра.
|
||||
Функция производит
|
||||
<a href="http://ru.dsplib.org/content/dft_freq/dft_freq.html">
|
||||
перестановку спектральных отсчетов ДПФ
|
||||
</a> и переносит нулевую частоту в центр вектора ДПФ. <BR>
|
||||
Данная функция обрабатывает вещественные входные и выходные вектора
|
||||
и может применяться для перестановки
|
||||
амплитудного или фазового спектра.
|
||||
|
||||
\param[in] x Указатель на исходный вектор ДПФ. <BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер ДПФ \f$n\f$ (размер векторов до и после перестановки).
|
||||
<BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] y Указатель на вектор результата перестановки.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена.<BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` если перестановка произведена успешно. <BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки":<BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\param[in] x Указатель на исходный вектор ДПФ. <BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер ДПФ \f$n\f$ (размер векторов до и после перестановки).<BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] y Указатель на вектор результата перестановки.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`. <BR>
|
||||
Память должна быть выделена.<BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` если перестановка произведена успешно. <BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки":<BR>
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
|
||||
|
||||
**************************************************************************************************** */
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей.
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -1,35 +1,84 @@
|
|||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup SPEC_MATH_TRANSCEND
|
||||
\fn int bessel_i0(double* x, int n, double* y)
|
||||
\brief Модифицированная функция Бесселя первого рода \f$ I_0(x)\f$
|
||||
|
||||
Функция рассчитывает значения функции для вещественного вектора `x`,
|
||||
который должен принимать неотрицательные значения.
|
||||
<BR>
|
||||
|
||||
\param[in] x Указатель на вектор переменной \f$ x \f$.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`.<BR>
|
||||
Память должна быть выделена.<BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер входного вектора `x`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[out] y Указатель на вектор значений функции \f$ I_0(x)\f$.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`.<BR>
|
||||
Память должна быть выделена.<BR><BR>
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` Расчет произведен успешно.<BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".<BR>
|
||||
|
||||
\note Для расчета используется аппроксимация приведенная в статье:<BR>
|
||||
<a href="https://www.advanpix.com/2015/11/11/rational-approximations-for-the-modified-bessel-function-of-the-first-kind-i0-computations-double-precision/">
|
||||
Rational Approximations for the Modified Bessel Function
|
||||
of the First Kind – I0(x) for Computations with Double Precision<BR>
|
||||
by PAVEL HOLOBORODKO on NOVEMBER 11, 2015<BR>
|
||||
</a>
|
||||
|
||||
|
||||
Пример использования функции `bessel_i0`:
|
||||
|
||||
\include bessel_i0.c
|
||||
|
||||
Данная программа рассчитывает значения функции \f$ I_0(x)\f$ переменной `x`
|
||||
в интервале \f$[0 \ 3]\f$.
|
||||
Рассчитанные данные сохраняются в текстовый файл `dat/dat0.txt`
|
||||
и выводятся на график `img/bessel_i0.png`
|
||||
|
||||
\image html bessel_i0.png
|
||||
|
||||
Скрипт GNUPLOT для построения графиков из текстовых файлов:
|
||||
\include bessel_i0.plt
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
/*! ****************************************************************************
|
||||
\ingroup SPEC_MATH_COMMON_GROUP
|
||||
\fn int sinc(double* x, int n, double a, double* y)
|
||||
\brief Функция \f$ \textrm{sinc}(x,a) = \frac{\sin(ax)}{ax}\f$
|
||||
\brief Функция \f$ \textrm{sinc}(x,a) = \frac{\sin(ax)}{ax}\f$
|
||||
|
||||
Функция рассчитывает занчения значения функции для вещественного вектора `x`.
|
||||
Функция рассчитывает значения функции для вещественного вектора `x`.
|
||||
<BR>
|
||||
|
||||
\param[in] x Указатель на вектор переменной \f$ x \f$.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`.<BR>
|
||||
Память должна быть выделена.<BR><BR>
|
||||
\param[in] x Указатель на вектор переменной \f$ x \f$.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`.<BR>
|
||||
Память должна быть выделена.<BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] n Размер входного вектора `x`. <BR><BR>
|
||||
\param[in] n Размер входного вектора `x`. <BR><BR>
|
||||
|
||||
\param[in] a Параметр функции
|
||||
\f$ \textrm{sinc}(x,a) = \frac{\sin(ax)}{ax}\f$
|
||||
\param[in] a Параметр функции
|
||||
\f$ \textrm{sinc}(x,a) = \frac{\sin(ax)}{ax}\f$
|
||||
|
||||
\param[out] y Указатель на вектор значений функции.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`.<BR>
|
||||
Память должна быть выделена.<BR><BR>
|
||||
\param[out] y Указатель на вектор значений функции.<BR>
|
||||
Размер вектора `[n x 1]`.<BR>
|
||||
Память должна быть выделена.<BR><BR>
|
||||
|
||||
|
||||
\return
|
||||
`RES_OK` Расчет произведен успешно.<BR>
|
||||
В противном случае
|
||||
\ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".<BR>
|
||||
|
||||
`RES_OK` Расчет произведен успешно.<BR>
|
||||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".<BR>
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
|
||||
Бахурин Сергей
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
@ -78,12 +127,9 @@
|
|||
Скрипт GNUPLOT для построения графиков из текстовых файлов:
|
||||
\include sine_int.plt
|
||||
|
||||
расчет функции производится на осове
|
||||
|
||||
\author
|
||||
Бахурин Сергей
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
|
||||
Бахурин Сергей
|
||||
www.dsplib.org
|
||||
***************************************************************************** */
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -38,6 +38,7 @@
|
|||
`DSPL_WIN_GAUSSIAN` |Параметрическое окно Гаусса
|
||||
`DSPL_WIN_HAMMING` |Непараметрическое окно Хемминга
|
||||
`DSPL_WIN_HANN` |Непараметрическое окно Ханна
|
||||
`DSPL_WIN_KAISER` |Параметрическое окно Кайзера
|
||||
`DSPL_WIN_LANCZOS` |Непараметрическое окно Ланкзоса
|
||||
`DSPL_WIN_NUTTALL` |Непараметрическое окно Натталла
|
||||
`DSPL_WIN_RECT` |Непараметрическое прямоугольное окно
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -81,6 +81,7 @@ int win_flat_top (double *w, int n, int win_type);
|
|||
int win_gaussian (double *w, int n, int win_type, double sigma);
|
||||
int win_hamming (double *w, int n, int win_type);
|
||||
int win_hann (double *w, int n, int win_type);
|
||||
int win_kaiser (double* w, int n, int win_type, double param);
|
||||
int win_lanczos (double *w, int n, int win_type);
|
||||
int win_nuttall (double *w, int n, int win_type);
|
||||
int win_rect (double *w, int n);
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -33,7 +33,7 @@ Modified Bessel Function of the First Kind – I0(x) [1]
|
|||
|
||||
https://www.advanpix.com/2015/11/11/
|
||||
*******************************************************************************/
|
||||
int DSPL_API bessel_i0(double *x, int n, double* y)
|
||||
int DSPL_API bessel_i0(double* x, int n, double* y)
|
||||
{
|
||||
double P16[17] = { 1.0000000000000000000000801e+00,
|
||||
2.4999999999999999999629693e-01,
|
||||
|
|
|
|||
160
dspl/src/win.c
160
dspl/src/win.c
|
|
@ -55,6 +55,8 @@ int window(double* w, int n, int win_type, double param)
|
|||
return win_hamming(w, n, win_type);
|
||||
case DSPL_WIN_HANN:
|
||||
return win_hann(w, n, win_type);
|
||||
case DSPL_WIN_KAISER:
|
||||
return win_kaiser(w, n, win_type, param);
|
||||
case DSPL_WIN_LANCZOS:
|
||||
return win_lanczos(w, n, win_type);
|
||||
case DSPL_WIN_NUTTALL:
|
||||
|
|
@ -168,68 +170,6 @@ int win_blackman(double *w, int n, int win_type)
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/******************************************************************************
|
||||
Chebyshev parametric window function
|
||||
param sets spectrum sidelobes level in dB
|
||||
ATTENTION! ONLY SYMMETRIC WINDOW
|
||||
*******************************************************************************/
|
||||
int win_cheby(double *w, int n, double param)
|
||||
{
|
||||
int k, i, m;
|
||||
double z, dz, sum = 0, wmax=0, r1, x0, chx, chy, in;
|
||||
|
||||
if(!w)
|
||||
return ERROR_PTR;
|
||||
|
||||
if(n<2)
|
||||
return ERROR_SIZE;
|
||||
|
||||
if(param <= 0.0)
|
||||
return ERROR_WIN_PARAM;
|
||||
|
||||
r1 = pow(10, param/20);
|
||||
x0 = cosh((1.0/(double)(n-1)) * acosh(r1));
|
||||
|
||||
// check window length even or odd
|
||||
if(n%2==0)
|
||||
{
|
||||
dz = 0.5;
|
||||
m = n/2-1;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
m = (n-1)/2;
|
||||
dz = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for(k = 0; k < m+2; k++)
|
||||
{
|
||||
z = (double)(k - m) - dz;
|
||||
sum = 0;
|
||||
|
||||
for(i = 1; i <= m; i++)
|
||||
{
|
||||
in = (double)i / (double)n;
|
||||
chx = x0 * cos(M_PI * in);
|
||||
cheby_poly1(&chx, 1, n-1, &chy);
|
||||
sum += chy * cos(2.0 * z * M_PI * in);
|
||||
}
|
||||
|
||||
w[k] = r1 + 2.0 * sum;
|
||||
w[n-1-k] = w[k];
|
||||
|
||||
// max value calculation
|
||||
if(w[k]>wmax)
|
||||
wmax=w[k];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// normalization
|
||||
for(k=0; k < n; k++)
|
||||
w[k] /= wmax;
|
||||
|
||||
return RES_OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/******************************************************************************
|
||||
Blackman - Harris window function
|
||||
|
|
@ -308,6 +248,68 @@ int win_blackman_nuttall(double *w, int n, int win_type)
|
|||
|
||||
|
||||
|
||||
/******************************************************************************
|
||||
Chebyshev parametric window function
|
||||
param sets spectrum sidelobes level in dB
|
||||
ATTENTION! ONLY SYMMETRIC WINDOW
|
||||
*******************************************************************************/
|
||||
int win_cheby(double *w, int n, double param)
|
||||
{
|
||||
int k, i, m;
|
||||
double z, dz, sum = 0, wmax=0, r1, x0, chx, chy, in;
|
||||
|
||||
if(!w)
|
||||
return ERROR_PTR;
|
||||
|
||||
if(n<2)
|
||||
return ERROR_SIZE;
|
||||
|
||||
if(param <= 0.0)
|
||||
return ERROR_WIN_PARAM;
|
||||
|
||||
r1 = pow(10, param/20);
|
||||
x0 = cosh((1.0/(double)(n-1)) * acosh(r1));
|
||||
|
||||
// check window length even or odd
|
||||
if(n%2==0)
|
||||
{
|
||||
dz = 0.5;
|
||||
m = n/2-1;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
m = (n-1)/2;
|
||||
dz = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for(k = 0; k < m+2; k++)
|
||||
{
|
||||
z = (double)(k - m) - dz;
|
||||
sum = 0;
|
||||
|
||||
for(i = 1; i <= m; i++)
|
||||
{
|
||||
in = (double)i / (double)n;
|
||||
chx = x0 * cos(M_PI * in);
|
||||
cheby_poly1(&chx, 1, n-1, &chy);
|
||||
sum += chy * cos(2.0 * z * M_PI * in);
|
||||
}
|
||||
|
||||
w[k] = r1 + 2.0 * sum;
|
||||
w[n-1-k] = w[k];
|
||||
|
||||
// max value calculation
|
||||
if(w[k]>wmax)
|
||||
wmax=w[k];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// normalization
|
||||
for(k=0; k < n; k++)
|
||||
w[k] /= wmax;
|
||||
|
||||
return RES_OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
/******************************************************************************
|
||||
|
|
@ -486,6 +488,40 @@ int win_hann(double *w, int n, int win_type)
|
|||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/******************************************************************************
|
||||
Kaiser window function
|
||||
******************************************************************************/
|
||||
int win_kaiser(double* w, int n, int win_type, double param)
|
||||
{
|
||||
double num, den, x, y;
|
||||
int i, err;
|
||||
if(!w)
|
||||
return ERROR_PTR;
|
||||
if(n<2)
|
||||
return ERROR_SIZE;
|
||||
|
||||
switch(win_type & DSPL_WIN_SYM_MASK)
|
||||
{
|
||||
case DSPL_WIN_SYMMETRIC: x = 1.0/(double)(n-1); break;
|
||||
case DSPL_WIN_PERIODIC : x = 1.0/(double)n; break;
|
||||
default: return ERROR_WIN_SYM;
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = bessel_i0(¶m, 1, &den);
|
||||
if(err != RES_OK)
|
||||
return err;
|
||||
for(i = 0; i < n; i++)
|
||||
{
|
||||
y = (double)(2*i) / x - 1.0;
|
||||
y = param * sqrt(1.0 - y*y);
|
||||
err = bessel_i0(&y, 1, &num);
|
||||
if(err != RES_OK)
|
||||
return err;
|
||||
w[i] = num / den;
|
||||
}
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
/******************************************************************************
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -0,0 +1,11 @@
|
|||
set grid
|
||||
set xlabel "x"
|
||||
|
||||
set lmargin at screen 0.10
|
||||
set key left top
|
||||
set terminal pngcairo size 560,380 enhanced font 'Verdana,8'
|
||||
set output 'img/bessel_i0.png'
|
||||
set ylabel "I_0(x)"
|
||||
set yrange [0:5]
|
||||
plot 'dat/dat0.txt' with lines
|
||||
|
||||
|
|
@ -0,0 +1,24 @@
|
|||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "dspl.h"
|
||||
|
||||
#define N 50
|
||||
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
void* handle; // DSPL handle
|
||||
handle = dspl_load(); // Load DSPL function
|
||||
|
||||
double x[N], y[N];
|
||||
|
||||
linspace(0.0, 3.0, N, DSPL_SYMMETRIC, x);
|
||||
|
||||
bessel_i0(x, N, y);
|
||||
|
||||
writetxt(x, y, N, "dat/dat0.txt");
|
||||
|
||||
dspl_free(handle); // free dspl handle
|
||||
|
||||
return system("gnuplot gnuplot/bessel_i0.plt");
|
||||
}
|
||||
Plik binarny nie jest wyświetlany.
Plik binarny nie jest wyświetlany.
Plik binarny nie jest wyświetlany.
Plik binarny nie jest wyświetlany.
Plik binarny nie jest wyświetlany.
|
|
@ -173,6 +173,7 @@ typedef struct
|
|||
#define DSPL_WIN_RECT 0x00010000
|
||||
#define DSPL_WIN_COS 0x00040000
|
||||
#define DSPL_WIN_CHEBY 0x00080000
|
||||
#define DSPL_WIN_KAISER 0x00100000
|
||||
|
||||
#define DSPL_FILTER_TYPE_MASK 0x0000000F
|
||||
#define DSPL_FILTER_LPF 0x00000001
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -173,6 +173,7 @@ typedef struct
|
|||
#define DSPL_WIN_RECT 0x00010000
|
||||
#define DSPL_WIN_COS 0x00040000
|
||||
#define DSPL_WIN_CHEBY 0x00080000
|
||||
#define DSPL_WIN_KAISER 0x00100000
|
||||
|
||||
#define DSPL_FILTER_TYPE_MASK 0x0000000F
|
||||
#define DSPL_FILTER_LPF 0x00000001
|
||||
|
|
|
|||
Ładowanie…
Reference in New Issue