用C中的fftw.h计算fft和ifft

Question

大家好我正在使用fftw C库来计算嵌入式系统上某些信号处理应用的频谱.但是,在我的项目中,我遇到了轻微的阻碍.

下面是我编写的一个简单程序,以确保我正确实现fftw函数.基本上我想计算12个数字序列的fft,然后做ifft并再次获得相同的数字序列.如果你安装了fftw3和gcc,那么如果用以下代码编译,这个程序应该可行:

gcc -g -lfftw3 -lm fftw_test.c -o fftw_test

目前我的fft长度与输入数组的大小相同.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sndfile.h>
#include <stdint.h>
#include <math.h>
#include <fftw3.h>

int main(void)
{
double array[] = {0.1, 0.6, 0.1, 0.4, 0.5, 0, 0.8, 0.7, 0.8, 0.6, 0.1,0};
//double array2[] = {1, 6, 1, 4, 5, 0, 8, 7, 8, 6, 1,0};
double *out;
double *err;
int i,size = 12;

fftw_complex *out_cpx;

fftw_plan fft;
fftw_plan ifft;
out_cpx = (fftw_complex*) fftw_malloc(sizeof(fftw_complex)*size);
out = (double *) malloc(size*sizeof(double));
err = (double *) malloc(size*sizeof(double));

fft = fftw_plan_dft_r2c_1d(size, array, out_cpx, FFTW_ESTIMATE);  //Setup fftw plan for fft
ifft = fftw_plan_dft_c2r_1d(size, out_cpx, out, FFTW_ESTIMATE);   //Setup fftw plan for ifft

fftw_execute(fft);
fftw_execute(ifft);

//printf("Input:    \tOutput:    \tError:\n");
printf("Input:    \tOutput:\n");
for(i=0;i<size;i++)
{
err[i] = abs(array[i] - out[i]);    
printf("%f\t%f\n",(array[i]),out[i]);
//printf("%f\t%f\t%f\n",(array[i]),out[i],err[i]);
}

fftw_destroy_plan(fft);
fftw_destroy_plan(ifft);
fftw_free(out_cpx);
free(err);
free(out);
return 0;
}

其中产生以下输出:

Input:      Output:
0.100000    1.200000
0.600000    7.200000
0.100000    1.200000
0.400000    4.800000
0.500000    6.000000
0.000000    0.000000
0.800000    9.600000
0.700000    8.400000
0.800000    9.600000
0.600000    7.200000
0.100000    1.200000
0.000000    0.000000

显然,ifft正在产生一些放大的结果.在这里找到的fftw文档: 关于缩放的fftw文档.它提到了一些缩放,但是我使用"r2c"和"c2r"变换而不是FFT_FORWARD和FFT_BACKWARD.任何见解将不胜感激.

Answer 1

看着您使用的功能丰富的文档,你会发现你正在使用FFT_FORWARD和FFT_BACKWARD,以及它的确切位置意.因此,您之前找到的缩放信息也适用于此处.