【发布时间】：2015-06-09 04:59:04
【问题描述】：
我编写了一个程序，用于加载、保存和执行黑白 png 图像的 fft 和 ifft。经过一番调试头痛后，我终于得到了一些连贯的输出，却发现它扭曲了原始图像。
输入：
fft:
ift：
据我测试，每个数组中的像素数据都是正确存储和转换的。像素存储在两个数组中，“data”包含每个像素的 b/w 值，“complex_data”是“data”的两倍，并将每个像素的实数 b/w 值和虚部存储在交替索引中。我的 fft 算法在一个像“complex_data”结构的数组上运行。在从用户读取命令的代码之后，这里是有问题的代码：
if (cmd == "fft")
{
if (height > width) size = height;
else size = width;
N = (int)pow(2.0, ceil(log((double)size)/log(2.0)));
temp_data = (double*) malloc(sizeof(double) * width * 2); //array to hold each row of the image for processing in FFT()
for (i = 0; i < (int) height; i++)
{
for (j = 0; j < (int) width; j++)
{
temp_data[j*2] = complex_data[(i*width*2)+(j*2)];
temp_data[j*2+1] = complex_data[(i*width*2)+(j*2)+1];
}
FFT(temp_data, N, 1);
for (j = 0; j < (int) width; j++)
{
complex_data[(i*width*2)+(j*2)] = temp_data[j*2];
complex_data[(i*width*2)+(j*2)+1] = temp_data[j*2+1];
}
}
transpose(complex_data, width, height); //tested
free(temp_data);
temp_data = (double*) malloc(sizeof(double) * height * 2);
for (i = 0; i < (int) width; i++)
{
for (j = 0; j < (int) height; j++)
{
temp_data[j*2] = complex_data[(i*height*2)+(j*2)];
temp_data[j*2+1] = complex_data[(i*height*2)+(j*2)+1];
}
FFT(temp_data, N, 1);
for (j = 0; j < (int) height; j++)
{
complex_data[(i*height*2)+(j*2)] = temp_data[j*2];
complex_data[(i*height*2)+(j*2)+1] = temp_data[j*2+1];
}
}
transpose(complex_data, height, width);
free(temp_data);
free(data);
data = complex_to_real(complex_data, image.size()/4); //tested
image = bw_data_to_vector(data, image.size()/4); //tested
cout << "*** fft success ***" << endl << endl;
void FFT(double* data, unsigned long nn, int f_or_b){ // f_or_b is 1 for fft, -1 for ifft
unsigned long n, mmax, m, j, istep, i;
double wtemp, w_real, wp_real, wp_imaginary, w_imaginary, theta;
double temp_real, temp_imaginary;
// reverse-binary reindexing to separate even and odd indices
// and to allow us to compute the FFT in place
n = nn<<1;
j = 1;
for (i = 1; i < n; i += 2) {
if (j > i) {
swap(data[j-1], data[i-1]);
swap(data[j], data[i]);
}
m = nn;
while (m >= 2 && j > m) {
j -= m;
m >>= 1;
}
j += m;
};
// here begins the Danielson-Lanczos section
mmax = 2;
while (n > mmax) {
istep = mmax<<1;
theta = f_or_b * (2 * M_PI/mmax);
wtemp = sin(0.5 * theta);
wp_real = -2.0 * wtemp * wtemp;
wp_imaginary = sin(theta);
w_real = 1.0;
w_imaginary = 0.0;
for (m = 1; m < mmax; m += 2) {
for (i = m; i <= n; i += istep) {
j = i + mmax;
temp_real = w_real * data[j-1] - w_imaginary * data[j];
temp_imaginary = w_real * data[j] + w_imaginary * data[j-1];
data[j-1] = data[i-1] - temp_real;
data[j] = data[i] - temp_imaginary;
data[i-1] += temp_real;
data[i] += temp_imaginary;
}
wtemp = w_real;
w_real += w_real * wp_real - w_imaginary * wp_imaginary;
w_imaginary += w_imaginary * wp_real + wtemp * wp_imaginary;
}
mmax=istep;
}}
我的 ifft 仅在 f_or_b 设置为 -1 而不是 1 时相同。我的程序在每一行上调用 FFT()，转置图像，再次在每一行上调用 FFT()，然后转回。我的索引可能有错误吗？
【问题讨论】：
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与您的问题无关，但您应该真正避免在 c++ 中使用 malloc/free 并改用 new/delete。
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c 编码的旧习惯。
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Dangerous habit 只要你使用非 POD 数据
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在子链接中查看how to compute DFFT，您将找到我的 (I)DFT/DFFT/DCT/DFCT 的 C++ 源代码，因此您可以将其用于调试（与您的结果进行比较）
标签： c++ image image-processing fft ifft