关于DSP中fft函数调用方法

合集下载

傅里叶变换函数FFT的使用方法

傅里叶变换函数FFT的使用方法

傅里叶变换函数FFT的使用方法傅里叶变换(Fourier Transform)是一种信号处理中常用的数学方法,用于将一个时域信号转换为频域信号。

Fast Fourier Transform (FFT)是一种高效实现傅里叶变换的算法,可以加速信号处理的过程。

FFT广泛应用于数字信号处理、图像处理、音频处理等领域。

在音频处理中,可以使用FFT对音频信号进行频谱分析,提取音频特征;在图像处理中,可以使用FFT对图像进行频域滤波、边缘检测等操作;在通信系统中,可以使用FFT对信号进行调制和解调等处理。

下面是使用FFT的一般步骤:1.采样信号在开始使用FFT之前,需要先采样原始信号。

通常情况下,信号是以离散时间点的形式存在的。

如果信号是连续时间的,需要首先进行采样将其转换为离散时间信号。

2.零填充为了提高FFT的精度和频率分辨率,可以对采样信号进行零填充。

零填充是在离散信号之间插入零值,使采样点的数量增加到2的幂次方。

3.应用窗函数为了减小由于采样信号从无穷延伸到有限样本引起的频谱泄漏(频域中信号波形泄漏到其他频率上),可以在采样信号上应用窗函数。

常见的窗函数包括矩形窗、汉明窗、黑曼窗等。

4.进行FFT计算将零填充后的采样信号输入到FFT算法中进行计算。

FFT算法可以高效地计算出信号在频域中的幅度和相位信息。

5.可视化频谱根据FFT计算结果,可以绘制频谱图。

频谱图通常以频率为横坐标,幅度为纵坐标,展现了信号在不同频率上的能量分布情况。

6.频域滤波根据频谱分析结果,可以对信号进行频域滤波。

常见的频域滤波操作包括低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波。

FFT的使用不仅局限于以上步骤,还可以结合其他信号处理的方法进行更深入的分析和处理。

需要注意的是,FFT是一种基于离散信号处理的方法,对于非周期信号或信号长度较短的情况,可能会产生频谱泄漏、混叠等问题。

此外,FFT的计算结果是对称的,通常只需要关注频率范围的一半。

DSP实现FFT的代码

DSP实现FFT的代码

DSP实现的方法//#include "DSP281x_Device.h" // DSP281x Headerfile Include File //#include "DSP281x_Examples.h" // DSP281x Examples Include File#include <stdio.h>#include <math.h>#include <stdlib.h>#define pi atan(1.0)*4 //计算PI的值typedef struct //定义表示复数的结构体{float real;float imag;}FUSHU;FUSHU x[1024];int w[1024];FUSHU FUCHENG(FUSHU b1,FUSHU b2) //复数相乘函数{FUSHU b3;b3.real=b1.real*b2.real-b1.imag*b2.imag;b3.imag=b1.real*b2.imag+b1.imag*b2.real;return(b3);}void FFT(FUSHU *xin,int N) //FFT运算{int m,LH,I,k,J,M,K;float p,ps ;int B,N1;FUSHU w,T;M=10;//对应N值为//下面是倒序的程序LH=N/2;J=LH;N1=N-2;/*变址运算*/for(I=1;I<=N1;I++){if(I<J){T=xin[I];xin[I]=xin[J];xin[J]=T;}K=LH;while(J>=K){J=J-K;K=K/2;}J=J+K;}//下面是DIT-FFT运算程序for(m=1;m<=M;m++){B=pow(2.0,m-1);for(J=0;J<=B-1;J++){p=pow(2.0,M-m)*J;ps=2*pi/N*p;w.real=cos(ps);w.imag=-sin(ps);for(k=J;k<=N-1;k=k+pow(2.0,m)){T=FUCHENG(xin[k+B],w);xin[k+B].real=xin[k].real-T.real;xin[k+B].imag=xin[k].imag-T.imag;xin[k].real=xin[k].real+T.real;xin[k].imag=xin[k].imag+T.imag;}}}}void IFFT(FUSHU *xin,int N) //IFFT运算{int m,LH,I,k,J,M,K;float p,ps ;int B,N1;FUSHU w,T;M=10;//对应N值为//下面是倒序的程序LH=N/2;J=LH;N1=N-2;/*变址运算*/for(I=1;I<=N1;I++){if(I<J){T=xin[I];xin[I]=xin[J];xin[J]=T;}K=LH;while(J>=K){J=J-K;K=K/2;}J=J+K;}for(m=1;m<=M;m++){B=pow(2.0,m-1);for(J=0;J<=B-1;J++){p=pow(2.0,M-m)*J;ps=2*pi/N*p;w.real=cos(ps);w.imag=sin(ps);//与FFT符号相反for(k=J;k<=N-1;k=k+pow(2.0,m)){T=FUCHENG(xin[k+B],w);xin[k+B].real=xin[k].real-T.real;xin[k+B].imag=xin[k].imag-T.imag;xin[k].real=xin[k].real+T.real;xin[k].imag=xin[k].imag+T.imag;}}}for(k=0;k<N;k++)//比FFT多乘了一个常数因子/N {xin[k].real=xin[k].real/N;xin[k].imag=xin[k].imag/N;}}int main(){int n;for(n=0;n<1024;n++) //输入波形x(t) = cos(2*pi* 100*t){x[n].real=cos(2*pi*100*n/1024); //采样频率为kHzx[n].imag=0;}FFT(x,1024);//进行FFT运算for ( n=0;n<1024;n++ ){w[n]=sqrt(x[n].real*x[n].real+x[n].imag*x[n].imag);//幅度谱}IFFT(x,1024);//进行IFFT运算for(n=0;n<1024;n++)//比较逆变换之后的数据与原来的数据差{if(fabs(cos(2*pi*100*n/1024)-x[n].real)>0.001)break;}if(n<1024)puts("FFT不正确\n");if(n==1024)puts("FFT正确\n");return 0;}。

(完整word版)基于DSP的快速傅立叶变换(FFT)的实现(汇编语言)

(完整word版)基于DSP的快速傅立叶变换(FFT)的实现(汇编语言)

快速傅立叶变换(FFT )的实现一、实验目的1.了解FFT 的原理及算法;2.了解DSP 中FFT 的设计及编程方法;3.熟悉FFT 的调试方法;二、实验原理FFT 是一种高效实现离散付立叶变换的算法,把信号从时域变换到频域,在频域分析处理信息。

对于长度为N 的有限长序列x (n ),它的离散傅里叶变换为:(2/)j N nk N W e π-=,称为旋转因子,或蝶形因子。

在x (n )为复数序列的情况下,计算X (k ):对某个k 值,需要N 次复数乘法、(N -1)次复数加法;对所有N 个k 值,需要2N 次复数乘法和N (N -1)次复数加法。

对于N 相当大时(如1024)来说,直接计算它的DFT 所作的计算量是很大的,FFT 的基本思想在于: 利用2()j nk N N W e π-=的周期性即:k N k N N W W +=对称性:/2k k N N N W W +=-将原有的N 点序列分成两个较短的序列,这些序列的DFT 可以很简单的组合起来得到原序列的DFT 。

按时间抽取的FFT ——DIT FFT 信号流图如图5.1所示:图5.1 时间抽取的FFT —DIT FFT 信号流图FFT 算法主要分为以下四步。

第一步 输入数据的组合和位倒序∑=-=10)()(N n nk N W n x k X把输入序列作位倒序是为了在整个运算最后的输出中得到的序列是自然顺序。

第二步 实现N 点复数FFT第一级蝶形运算;第二级蝶形运算;第三级至log2N 级蝶形运算;FFT 运算中的旋转因子N W 是一个复数,可表示:为了实现旋转因子N W 的运算,在存储空间分别建立正弦表和余弦表,每个表对应从0度到180度,采用循环寻址来对正弦表和余弦表进行寻址。

第三步 功率谱的计算X (k )是由实部()R X k 和虚部()I X k 组成的复数:()()()R I X k X k jX k =+;计算功率谱时只需将FFT 变换好的数据,按照实部()R X k 和虚部()I X k 求它们的平方和,然后对平方和进行开平方运算。

基于DSP用FFT变换进行频谱分析

基于DSP用FFT变换进行频谱分析

基于DSP用FFT变换进行频谱分析FFT(快速傅里叶变换)是数字信号处理(DSP)的一种重要技术,它可以将信号从时域转换到频域进行频谱分析。

在频谱分析中,FFT可以帮助我们了解信号的频率成分、频率强度和相位信息等,从而帮助我们更深入地了解信号的特性和行为。

FFT的基本原理是将一个连续时间域信号分解成一系列离散频率的正弦和余弦函数,其频率范围从0到信号采样率的一半。

为了进行FFT变换,需要先对信号进行采样,并将采样数据以时间序列的形式传入FFT算法中。

在实现上,FFT算法通常使用高效的快速傅里叶变换算法(Cooley-Tukey算法)来加速计算过程。

使用FFT进行频谱分析可以从以下几个方面获得有用信息:1.频率成分:FFT可以将信号分解为一系列频率成分,从低频到高频,每个频率成分都对应一个幅度和相位信息。

通过对FFT输出结果的解析,我们可以确定信号中主要的频率成分。

2.频率强度:FFT可以测量信号在不同频率上的强度,通过幅度谱可以获得每个频率成分的强度信息。

这对于分析信号的频率分布和特征很有帮助,比如确定信号中的谐波或噪声成分。

3.频率相位:通过FFT,我们还可以获取信号在不同频率点上的相位信息。

相位信息对于一些应用来说非常重要,比如音频合成和时频分析等。

在实际应用中,FFT可以用于各种领域,如音频处理、图像处理、通信系统等。

下面以音频处理为例,介绍如何使用FFT进行频谱分析。

以音频信号为例,首先需要从麦克风或音频文件中获取原始的音频信号。

接下来,对音频信号进行采样,在常见音频应用中通常以44.1kHz的采样率进行采样。

得到采样数据后,可以将其传入FFT算法中进行频谱分析。

在音频应用中,通常选择512或1024点的FFT长度以平衡频率分辨率和计算效率。

通过FFT计算,可以得到频率响应的幅度谱及相位谱。

通过分析幅度谱,可以了解音频信号的频率成分,找到主要频率成分和谐波。

通过观察频率成分的强度和分布,我们可以得到音频信号的音色特征,并对信号进行后续处理和调整。

FFT反变换的DSP实现

FFT反变换的DSP实现

数字信号处理算法的DSP实现课程报告题目:FFT反变换的DSP实现班级:信息工程1班姓名:张庆学号:200720101127日期:2010.12.25一、FFT反变换相关理论对于离散傅里叶变换(DFT)的数字计算,FFT是一种有效的方法。

一般假定输入序列是复数。

当实际输入是实数时,利用对称性质可以使计算DFT非常有效。

一个优化的实数FFT算法是一个组合以后的算法。

原始的2N个点的实输入序列组合成一个N点的复序列,之后对复序列进行N点的FFT运算,最后再由N点的复数输出拆散成2N点的复数序列,这2 N点的复数序列与原始的2N点的实数输入序列的DFT输出一致。

使用这种方法,在组合输入和拆散输出的操作中,FFT运算量减半。

这样利用实数FFT 算法来计算实输入序列的DFT的速度几乎是一般FFT算法的两倍。

二、FFT反变换DSP实现原理1.实数FFT运算序列的存储分配如何利用有限的DSP系统资源,合理的安排好算法使用的存储器是一个比较重要的问题。

本文中,程序代码安排在0x3000开始的存储器中,其中0x3000~0x3080存放中断向量表,FFT程序使用的正弦表和余弦表数据(.data段)安排在0xc00开始的地方,变量(.bss段定义) 存放在0x80开始的地址中。

另外,本文中256点实数FFT程序的数据缓冲位0x2300~0x23ff , FFT变换后功率谱的计算结果存放在0x2200~0x22ff中。

三、FFT反变换DSP实现程序说明连续定位.cmd文件程序如下:MEMORY{PAGE 0: PRGROM : origin=00080h length=00200hVECT: origin = 0xff80, len = 0x80PAGE 1: S_PRAM : origin=00060h length=00020hINTRAM1: origin=00400h length=00200hINTRAM2: origin=00800h length=00200hINTRAM3: origin=00c00h length=01000hEXTRAM1: origin=01c00h length=00400hEXTRAM2: origin=02000h length=010hEXTRAM3: o= 2100h l=500h}SECTIONS{vectors : {} > VECT PAGE 0.text : {} > PRGROM PAGE 0.data : {} > INTRAM3 PAGE 1power : {} > EXTRAM1 PAGE 1sin_tbl : {} > INTRAM1 PAGE 1cos_tbl : {} > INTRAM2 PAGE 1fft_vars: {} > S_PRAM PAGE 1stack : {} > EXTRAM2 PAGE 1.stack : {} > EXTRAM3 PAGE 1.bss : {} > EXTRAM3 PAGE 1}2. 基2实数FFT运算的算法,该算法主要分为以下四步进行:1)输入数据的组合和位排序实现数据位倒序存储的具体程序段如下:.mmregs.include "fft_size.inc".def bit_rev.ref _real_fft_input, fft_data.asg AR2,REORDERED_DA TA.asg AR3,ORIGINAL_INPUT.asg AR7,DA TA_PROC_BUF.textbit_rev:SSBX FRCTSTM #_real_fft_input,ORIGINAL_INPUT; 在AR3(ORIGINAL_INPUT)中放入输入地址STM #fft_data,DA TA_PROC_BUF; 在AR7(DA TA_PROC_BUF)中放入处理后输出的地址MVMM DA TA_PROC_BUF,REORDERED_DA TA; AR2(REORDERED_DA TA)中装入第一个位倒序数据指针STM #K_FFT_SIZE-1,BRCRPTBD bit_rev_end-1STM #K_FFT_SIZE,AR0 ; AR0的值是输入数据数目的一半MVDD *ORIGINAL_INPUT+,*REORDERED_DA TA+;将原始输入缓冲中的数据放入到位倒序缓冲中去之后,;输入缓冲(AR3)指针加1位倒序缓冲(AR2)指针也加1MVDD *ORIGINAL_INPUT-,*REORDERED_DA TA+;将原始输入缓冲中的数据放入到位倒序缓冲中去之后,;输入缓冲(AR3)指针减1位倒序缓冲(AR2)指针加1以保证位倒序寻址正确MAR *ORIGINAL_INPUT+0B ;按位倒序寻址方式修改AR3bit_rev_end:RET.end2)N 点复数FFT运算这一步中,实现FFT计算的具体程序如下:.mmregs.include "fft_size.inc".ref fft_data, d_grps_cnt, d_twid_idx, d_data_idx, sine, cosine .asg AR1,GROUP_COUNTER ;定义FFT计算的组指针.asg AR2,PX ;定义AR2为指向参加蝶形运算第一个数据的指针 .asg AR3,QX ;定义AR3为指向参加蝶形运算第二个数据的指针 .asg AR4,WR ;定义AR4为指向余弦表的指针.asg AR5,WI ;定义AR5为指向正弦表的指针.asg AR6,BUTTERFLY_COUNTER ;定义AR6为指向蝶形结的指针.asg AR7,DATA_PROC_BUF ;定义在第一步中的数据处理缓冲指针.asg AR7,STAGE_COUNTER ;定义剩下几步中的数据处理缓冲指针K_ZERO_BK .set 0K_TWID_TBL_SIZE .set 512 ; Twiddle table sizeK_DATA_IDX_1 .set 2 ; Data index for Stage 1K_DATA_IDX_2 .set 4 ; Data index for Stage 2K_DATA_IDX_3 .set 8 ; Data index for Stage 3K_FLY_COUNT_3 .set 4 ; Butterfly counter for Stage 3K_TWID_IDX_3 .set 128 ; Twiddle index for Stage 3.def fft.textfft:; Stage 1 计算FFT的第一步,两点的FFTSTM #K_ZERO_BK,BK ;让BK=0 使*ARn+0%=*ARn+0LD #-1,ASM ;为避免溢出在每一步输出时右移一位MVMM DATA_PROC_BUF,PX ;PX指向参加蝶形结运算的第一个数的实部(PR) LD *PX,16,A ;AH := PRSTM #fft_data+K_DATA_IDX_1,QX;QX指向参加蝶形结运算的第二个数的实部(QR)STM #K_FFT_SIZE/2-1,BRC ;设置块循环计数器RPTBD stage1end-1;语句重复执行的范围到地址stage1end-1处STM #K_DATA_IDX_1+1,AR0;延迟执行的两字节的指令(该指令不重复执行)SUB *QX,16,A,B ;BH := PR-QRADD *QX,16,A ;AH := PR+QRSTH A,ASM,*PX+ ;PR':= (PR+QR)/2ST B,*QX+ ;QR':= (PR-QR)/2||LD *PX,A ;AH := PISUB *QX,16,A,B ;BH := PI-QIADD *QX,16,A ;AH := PI+QISTH A,ASM,*PX+0 ;PI':= (PI+QI)/2ST B,*QX+0% ;QI':= (PI-QI)/2||LD *PX,A ;AH := next PRstage1end:; Stage 2 计算FFT的第二步,四点的FFTMVMM DATA_PROC_BUF,PX;PX 指向参加蝶形结运算第一个数据的实部(PR)STM #fft_data+K_DATA_IDX_2,QX;QX 指向参加蝶形结运算第二个数据的实部(QR)STM #K_FFT_SIZE/4-1,BRC ;设置块循环计数器LD *PX,16,A ;AH := PRRPTBD stage2end-1;语句重复执行的范围到地址stage1end-1处STM #K_DATA_IDX_2+1,AR0 ;初始化AR0 以被循环寻址;以下是第二步运算的第一个蝶形结运算过程SUB *QX,16,A,B ;BH := PR-QRADD *QX,16,A ;AH := PR+QRSTH A,ASM,*PX+ ;PR':= (PR+QR)/2ST B,*QX+ ;QR':= (PR-QR)/2||LD *PX,A ;AH := PISUB *QX,16,A,B ;BH := PI-QIADD *QX,16,A ;AH := PI+QISTH A,ASM,*PX+ ;PI':= (PI+QI)/2STH B,ASM,*QX+ ;QI':= (PI-QI)/2;以下是第二步运算的第二个蝶形结运算过程MAR *QX+ ;QX中的地址加ADD *PX,*QX,A ;AH := PR+QISUB *PX,*QX-,B ;BH := PR-QISTH A,ASM,*PX+ ;PR':= (PR+QI)/2SUB *PX,*QX,A ;AH := PI-QRST B,*QX ;QR':= (PR-QI)/2||LD *QX+,B ;BH := QRST A, *PX ;PI':= (PI-QR)/2||ADD *PX+0%,A ;AH := PI+QRST A,*QX+0% ;QI':= (PI+QR)/2||LD *PX,A ;AH := PRstage2end:; Stage 3 到 logN-1STM #K_TWID_TBL_SIZE,BK ;BK = 旋转因子表格的大小值 ST #K_TWID_IDX_3,d_twid_idx ;初始化旋转表格索引值STM #K_TWID_IDX_3,AR0 ;AR0 = 旋转表格初始索引值 STM #cosine,WR ;初始化 WR 指针STM #sine,WI ;初始化 WI 指针STM #K_LOGN-2-1,STAGE_COUNTER ;初始化步骤指针ST #K_FFT_SIZE/8-1,d_grps_cnt ;初始化组指针STM #K_FLY_COUNT_3-1,BUTTERFLY_COUNTER ;初始化蝶形结指针ST #K_DATA_IDX_3,d_data_idx ;初始化输入数据的索引stage:;以下是每一步的运算过程STM #fft_data,PX;PX 指向参加蝶形结运算第一个数据的实部(PR)LD d_data_idx, AADD *(PX),ASTLM A,QX;QX 指向参加蝶形结运算第二个数据的实部(QR)MVDK d_grps_cnt,GROUP_COUNTER ;AR1 是组个数计数器group:;以下是每一组的运算过程MVMD BUTTERFLY_COUNTER,BRC ;将每一组中的蝶形结的个数装入BRC RPTBD butterflyend-1LD *WR,T ; T := WRMPY *QX+,A ;A := QR*WR || QX*QIMACR *WI+0%,*QX-,A ;A := QR*WR+QI*WI; || QX指向QRADD *PX,16,A,B ;B := (QR*WR+QI*WI)+PRST B,*PX ;PR':=((QR*WR+QI*WI)+PR)/2||SUB *PX+,B ;B := PR-(QR*WR+QI*WI);|| QX指向QIST B,*QX ; QR':= (PR-(QR*WR+QI*WI))/2 ||MPY *QX+,A ; A := QR*WI [T=WI]; || QX->QIMASR *QX,*WR+0%,A ;A := QR*WI-QI*WRADD *PX,16,A,B ;B := (QR*WI-QI*WR)+PIST B,*QX+ ;QI':=((QR*WI-QI*WR)+PI)/2;|| QX指向QR||SUB *PX,B ;B := PI-(QR*WI-QI*WR)LD *WR,T ;T := WRST B,*PX+ ;PI':= (PI-(QR*WI-QI*WR))/2 ;|| PX指向PR||MPY *QX+,A ;A := QR*WR || QX指向QI butterflyend:; 更新指针以准备下一组蝶形结的运算PSHM AR0 ;保存AR0MVDK d_data_idx,AR0;AR0中装入在该步运算中每一组所用的蝶形结的数目MAR *PX+0 ;增加PX准备进行下一组的运算MAR *QX+0 ;增加QX准备进行下一组的运算BANZD group,*GROUP_COUNTER-;当组计数器减一后不等于零时,延迟跳转至group处POPM AR0 ;恢复AR0MAR *QX- ;修改QX以适应下一组的运算;更新指针和其他索引数据以变进入下一个步骤的运算LD d_data_idx,ASUB #1,A,B ; B = A-1STLM B,BUTTERFLY_COUNTER ;修改蝶形结个数计数器STL A,1,d_data_idx ;下一步计算的数据索引翻倍LD d_grps_cnt,ASTL A,ASM,d_grps_cnt ;下一步计算的组数目减少一半LD d_twid_idx,ASTL A,ASM,d_twid_idx ;下一步计算的旋转因子索引减少一半BANZD stage,*STAGE_COUNTER- ;AR0 = 旋转因子索引MVDK d_twid_idx,AR0Fft_end:RET ;恢复环境变量.end3)分离复数FFT的输出为奇部分和偶部分,产生最后的N=256点的复数FFT结果分离FFT输出为相关的四个序列:RP、RM、IP和IM,即偶实数、奇实数、偶虚数和奇虚数四部分,以便第四部形成最终结果。

STM32官方DSP的FFT库使用

STM32官方DSP的FFT库使用

STM32官方DSP的FFT库使用STMicroelectronics提供了用于STM32系列微控制器的官方DSP库,其中包括了快速傅里叶变换(FFT)的实现。

FFT是一种将时域信号转换为频域信号的算法,常用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。

使用STM32官方DSP库中的FFT功能,需要以下几个步骤:2. 配置工程:在工程的编译选项中,确保已启用浮点运算支持。

这可以通过设置编译器选项“-u _printf_float”来实现。

3.初始化FFT配置:在使用FFT之前,需要初始化FFT的配置,包括长度、窗函数、比例缩放系数等。

例如,对于一个长度为N的FFT,可以使用arm_cfft_radix4_init_f32函数来初始化:```arm_cfft_radix4_instance_f32 S;arm_cfft_radix4_init_f32(&S, N, 0, 1);```4.执行FFT变换:在进行FFT变换之前,需要准备好输入缓冲区,并确保输出缓冲区具有足够的大小来存储FFT的结果。

例如,如果要对一个长度为N的实数序列进行FFT变换,可以使用arm_cfft_radix4_f32函数:```float32_t input[N];float32_t output[N*2];//将输入数据复制到输入缓冲区arm_cfft_radix4_f32(&S, input);//处理输出数据```注意,为了存储FFT结果中的实部和虚部,输出缓冲区的大小应为FFT长度的两倍(N*2)。

5.访问FFT结果:FFT变换的结果保存在输出缓冲区中。

对于每个频率分量,实部和虚部分别存储在相邻的位置上。

例如,要获取第n个频率分量的实部和虚部,可以使用以下代码:```float32_t re = output[2*n];float32_t im = output[2*n+1];```以上是使用STM32官方DSP库进行FFT的基本步骤。

快速傅里叶变换的DSP实现

快速傅里叶变换的DSP实现

快速傅里叶变换的DSP实现FFT的基本原理是将N点的时间域信号转换为频域信号,其中N为2的幂。

FFT通过将DFT变换分解为递归处理的子问题,大大提高了计算效率。

下面将介绍FFT的DSP实现步骤。

第一步是将输入信号分解为偶数位和奇数位部分。

即将输入信号的下标为偶数和奇数的采样点分为两个序列。

第二步是对这两个序列分别进行FFT变换。

对于每个序列,不断递归地将其分解为更小的序列进行FFT变换。

第三步是将两个FFT变换的结果结合起来。

通过将奇数位序列的结果乘以旋转因子(Wn)与偶数位序列的结果相加,得到FFT的结果。

第四步是重复第二和第三步,直到最后得到完整的FFT结果。

在DSP实现FFT时,需要注意以下一些优化技巧。

首先是采用位逆序(bit-reversal)算法。

位逆序算法对输入序列进行重新排列,使得后续计算可以利用FFT的特殊结构进行高效处理。

其次是使用查表法计算旋转因子。

旋转因子是FFT中的关键部分,计算量很大。

通过将旋转因子预先计算并存储在查找表中,可以大大提高计算效率。

另外,可以采用并行计算的方法,同时处理多个子序列,以进一步提高计算速度。

此外,在实际应用中,还需要注意处理FFT的边界条件和溢出问题,以及对频谱结果进行解释和处理。

综上所述,FFT在DSP中的实现需要考虑算法的效率和优化技巧。

通过采用递归分解、位逆序、查表法和并行计算等方法,可以实现高效的FFT计算。

在实际应用中,还需要注意处理边界条件和溢出问题,以及对频谱结果的处理和解释。

希望本文的介绍能帮助读者更好地理解和应用FFT在DSP中的实现。

DSP实现FFT的代码

DSP实现FFT的代码

DSP实现FFT的代码FFT(快速傅里叶变换)是一种用于高效计算离散傅里叶变换(DFT)的算法。

在数字信号处理(DSP)中,FFT常被用来进行频域分析、滤波和信号压缩等操作。

下面是一个使用C语言实现FFT的代码示例:```c#include <stdio.h>#include <math.h>//基于蝴蝶算法的FFT实现if (N <= 1) return;for (int i = 0; i < N / 2; i++)even[i] = x[2*i];odd[i] = x[2*i+1];}fft(even, N / 2);fft(odd, N / 2);for (int k = 0; k < N / 2; k++)x[k] = even[k] + t;x[k + N/2] = even[k] - t;}free(even);free(odd);//对输入信号进行FFT变换fft(x, N);//打印复数数组for (int i = 0; i < N; i++)printf("(%f,%f) ", creal(arr[i]), cimag(arr[i]));}printf("\n");int maiint N = 8; // 信号长度printf("原始信号为:\n");fft_transform(x, N);printf("FFT变换后的结果为:\n");return 0;```在这个代码示例中,我们首先定义了一个基于蝴蝶算法的FFT实现函数,然后使用该函数对输入信号进行傅里叶变换。

最后,我们通过打印的方式输出了原始信号和经过FFT变换后的结果。

需要注意的是,FFT是一个复杂的算法,需要理解较多的数学知识和算法原理。

在实际应用中,可以使用现成的DSP库或者软件工具来进行FFT计算,以提高效率和准确性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
k += 6;
}
}
}
注释:此函数中的N为此行的点数,而不是行列的总数,在在fft2d中出现了错误,就是由这个N导致的。
2、通过matlab代码来验证fft和fft2d的关系。
clc;
close all;
clear all;
方法一:
%生成一个16x16的单位矩阵
%a = eye(16);
%[m,n]= size(a);
其中函数tw_gen_fft()为旋转因子,计算大码为:
void tw_gen_ifft(float *w,int n)
{
int i,j,k;
const double PI = 3.141592654;
for(j = 1,k = 0; j《= n》》2; j = j《《2)
{
for(i = 0; i《n》》2; i += j)
a1 =[0:15];
height = 16;
width = 16;
%[m,n]= size(a);
a = a1(ones(1,16),:);
%每一行分别做一维FFT
for i = 1:height
b(i,:)= fft(a(i,:));
end
%行列翻转
c = transpose(b);
%每一行分别做一维FFT(由于翻转了,此时相当于每一列分别做一维FFT)
3、通过上述matlab的验证可以确定fft和fft2d的关系,针对16*16的数据在DSP中进行实验如下:
Байду номын сангаас//fft
tw_gen_fft(w_array,col);
//如果图像的行列不同的话在第一次fft之前n应为对应行的点数,则应在行列翻转后再次调用tw_gen_fft函数,并将n改为对应的列的点数//对每一行做一次FFT for(i = 0; i《height; i++){ DSPF_sp_fftSPxSP(16,(float *)x_array + 2*i*width,w_array,(float *)y_array + 2*i*width,brev,4,0,16); } //行列翻转DSPF_dp_mat_trans((double *)y_array,height,width,(double *)x_array);
for i = 1:width
id(i,:)= ifft(ic(i,:));
end
%行列翻转
ie = transpose(id);
方法二:
afft = fft2(a);
aifft = ifft2(afft);
方法三:
f = fft(fft(a)。‘)。’;
ift = ifft(ifft(f)。‘)。’;
for i = 1:width
d(i,:)= fft(c(i,:));
end
%行列翻转
e = transpose(d);
%每一行分别做一维IFFT
for i = 1:height
ib(i,:)= ifft(e(i,:));
end
%行列翻转
ic = transpose(ib);
%每一行分别做一维IFFT(由于翻转了,此时相当于每一列分别做一维FFT)
tw_gen_fft(w_array,row); //对每一列(翻转后变为行)进行FFT for(j = 0; j《width; j++){ DSPF_sp_fftSPxSP(16,(float *)x_array + 2*j*width,w_array,(float *)y_array + 2*j*width,brev,4,0,16); } //行列翻转DSPF_dp_mat_trans((double *)y_array,height,width,(double *)x_array);
w[k + 2]=(float)cos(4 * PI * i / n);
w[k + 3]=(float)-sin(4 * PI * i / n);
w[k + 4]=(float)cos(6 * PI * i / n);
w[k + 5]=(float)-sin(6 * PI * i / n);
#endif
至此,完美解决dsp平台下的fft2d的内联函数调用问题
{
#ifdef _LITTLE_ENDIAN
w[k]=(float)-sin(2 * PI * i / n);//为负数的时候是进行IFFT,为正数的时候是进行FFT
w[k + 1]=(float)cos(2 * PI * i / n);
w[k + 2]=(float)-sin(4 * PI * i / n);
关于DSP中fft函数调用方法
以下主要是通过代码调用fft函数
1、通过dsplib库调用DSPF_sp_ifftSPxSP函数来实现fft
//fft
tw_gen_fft(w_array,N);
DSPF_sp_fftSPxSP(N,x_array,w_array,y_array,brev,rad,0,N);
w[k + 3]=(float)cos(4 * PI * i / n);
w[k + 4]=(float)-sin(6 * PI * i / n);
w[k + 5]=(float)cos(6 * PI * i / n);
#else
w[k]=(float)cos(2 * PI * i / n);
w[k + 1]=(float)-sin(2 * PI * i / n);
相关文档
最新文档