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关于 c :Can\\’t apply FFT on a simple cosine wave

codeneng 2023-03-28 原文

Can't apply FFT on a simple cosine wave

我已经阅读了很多关于离散傅里叶变换的文章，但我发现自己很难将它应用于简单的余弦波。我正在使用 Kiss_fft 库来计算一组数据的 DFT，并使用位图库来可视化结果。

这是 C 代码：

#define FIXED_POINT 32
#include"kiss_fft.h"

int main()
{    
    const int width = 512;
    const int height = 512;
    const int align_center = 256;
    const int fft_siz = width;
    const int is_inverse = 0;

    Bitmap bmp_t("fft_time.bmp", width, height);
    Bitmap bmp_f("fft_frq.bmp", width, height);

    kiss_fft_cpx* in = (kiss_fft_cpx*)malloc(sizeof(kiss_fft_cpx) * fft_siz);
    kiss_fft_cpx* out= (kiss_fft_cpx*)malloc(sizeof(kiss_fft_cpx) * fft_siz);
    kiss_fft_cfg cfg = kiss_fft_alloc(fft_siz, is_inverse, NULL, NULL);

    // initialize input data
    for(int i = 0; i < fft_siz; i++)
    {
        // I think I shouldn't add align_center to in[i].r
        // but should wait till line (1*)
        in[i].r = align_center + 128 * cos(0.128f * i);
        in[i].i = 0;

        // line (1*)
        bmp_t.setPixel(i, in[i].r, 255, 255, 255);
    }

    kiss_fft(cfg, in, out);

    // visualize output
    for(int i = 1; i < fft_siz; i ++)
        bmp_f.setPixel(out[i].r, out[i].i, 255, 255, 255);

    free(in);
    free(out);
    free(cfg);

    kiss_fft_cleanup();

    bmp_t.write();
    bmp_f.write();

    return 0;
}

这是输入：

以及我得到的输出：

结果感觉完全不对。我做错了什么？

  • 输入和输出在我看来是空白的
  • 不要在 C 中强制转换 malloc() 的返回值。

仅绘制 FFT 输出的实部并不是很有意义 - 改为绘制幅度 (sqrt(re*re+im*im))。更好的是，以 dB (10*log10(re*re+im*im))

为单位绘制对数幅度

  • 行。输出 sqrt(re*re+im*im) 为白色，10*log10(re*re+im*im) 为红色。我用谷歌搜索了 fft 的 cos，它似乎是正确的。
  • 是的 - 另请注意，如果您在 FFT 之前添加窗口函数，您将获得更尖锐的峰值。您还应该只绘制前 N/2 个点。

cosinesimplespanclassnbspcc++dftfft

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