c++ - 使用FFTW_MEASURE时FFT输出为空白，但与FFTW_ESTIMATE一起正常工作

我在尝试使用fftw3时遇到以下问题。由于某些原因，每当我使用FFTW_MEASURE而不是FFTW_ESTIMATE进行FFT时，都会得到空白输出。最终，我尝试实现fft卷积，因此下面的示例同时包含FFT和逆FFT。

显然我缺少了某些东西……有人可以教育我吗？谢谢!

我在Linux(OpenSUSE Leap 42.1)上，使用我的软件包管理器提供的fftw3版本。

最低工作示例:

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cmath>
#include <fftw3.h>
using namespace std;


int main(int argc, char ** argv)
{
    int width = 10;
    int height = 8;

    cout.setf(ios::fixed|ios::showpoint);
    cout << setprecision(2);

    double * inp = (double *) fftw_malloc(sizeof(double) * width * height);
    fftw_complex * cplx = (fftw_complex *)fftw_malloc(sizeof(fftw_complex) * height * (width/2 + 1));

    for(int i = 0; i < width * height; i++) inp[i] = sin(i);

    fftw_plan fft = fftw_plan_dft_r2c_2d(height, width, inp, cplx,  FFTW_MEASURE );
    fftw_plan ifft = fftw_plan_dft_c2r_2d(height, width, cplx, inp,  FFTW_MEASURE );

    fftw_execute(fft);

    for(int j = 0; j < height; j++)
    {
        for(int i = 0; i < (width/2 + 1); i++)
        {
            cout << cplx[i+width*j][0] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl << endl;

    fftw_execute(ifft);

    for(int j = 0; j < height; j++)
    {
        for(int i = 0; i < width; i++)
        {
            cout << inp[i+width*j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    fftw_destroy_plan(fft);
    fftw_destroy_plan(ifft);
    fftw_free(cplx);
    fftw_free(inp);

    return 0;
}

只需在FFTW_ESTIMATE和FFTW_MEASURE之间切换即可。

编译:

g++ *.cpp -lm -lfftw3 --std=c++11

使用FFTW_ESTIMATE进行输出(第一个块是FT的实部，第二个块是反向FT之后):

1.51 2.24 -1.52 -0.05 0.15 0.19
0.23 0.15 1.77 1.19 0.54 0.41
1.97 -0.15 -1.32 -2.51 -1.20 -3.38
4.34 15.21 -24.82 -7.44 -4.16 -2.51
-0.43 -0.06 1.55 2.93 -2.81 -0.42
0.00 0.00 0.00 -nan 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -nan
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00


0.00 67.32 72.74 11.29 -60.54 -76.71 -22.35 52.56 79.15 32.97
-43.52 -80.00 -42.93 33.61 79.25 52.02 -23.03 -76.91 -60.08 11.99
73.04 66.93 -0.71 -67.70 -72.45 -10.59 61.00 76.51 21.67 -53.09
-79.04 -32.32 44.11 79.99 42.33 -34.25 -79.34 -51.48 23.71 77.10
59.61 -12.69 -73.32 -66.54 1.42 68.07 72.14 9.89 -61.46 -76.30
-20.99 53.62 78.93 31.67 -44.70 -79.98 -41.72 34.89 79.43 50.94
-24.38 -77.29 -59.13 13.39 73.60 66.15 -2.12 -68.44 -71.83 -9.18
61.91 76.08 20.31 -54.14 -78.81 -31.02 45.29 79.96 41.12 -35.53

使用FFTW_MEASURE输出(第一个块是FT的实数部分，第二个块在FT倒数之后):

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 -nan 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -nan
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00


0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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最佳答案

@Paul_R的评论。足以解决问题。可以在调用fftw_plan_dft_r2c_2d()时修改输入数组。因此，在创建fftw计划之后，必须初始化输入数组。

documentation of the planner flags of FFTW详细说明了正在发生的事情。我非常确定您已经猜出FFTW_ESTIMATE保留输入数组并FTTW_MEASURE修改输入数组的原因。



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该文档还告诉我们，标记FFTW_ESTIMATE将保留输入。但是，最好的建议是一旦创建计划就初始化阵列。