Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  FFTW.cpp   Sprache: C

 
// This file is part of Eigen, a lightweight C++ template library
// for linear algebra.
//
// Copyright (C) 2009 Mark Borgerding mark a borgerding net
//
// This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla
// Public License v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed
// with this file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.

#include "main.h"
#include <unsupported/Eigen/FFT>

template <typename T> 
std::complex<T> RandomCpx() { return std::complex<T>( (T)(rand()/(T)RAND_MAX - .5), (T)(rand()/(T)RAND_MAX - .5) ); }

using namespace std;
using namespace Eigen;


template < typename T>
complex<long double>  promote(complex<T> x) { return complex<long double>((long double)x.real(),(long double)x.imag()); }

complex<long double>  promote(float x) { return complex<long double>((long double)x); }
complex<long double>  promote(double x) { return complex<long double>((long double)x); }
complex<long double>  promote(long double x) { return complex<long double>((long double)x); }
    

    template <typename VT1,typename VT2>
    long double fft_rmse( const VT1 & fftbuf,const VT2 & timebuf)
    {
        long double totalpower=0;
        long double difpower=0;
        long double pi = acos((long double)-1 );
        for (size_t k0=0;k0<(size_t)fftbuf.size();++k0) {
            complex<long double> acc = 0;
            long double phinc = (long double)(-2.)*k0* pi / timebuf.size();
            for (size_t k1=0;k1<(size_t)timebuf.size();++k1) {
                acc +=  promote( timebuf[k1] ) * exp( complex<long double>(0,k1*phinc) );
            }
            totalpower += numext::abs2(acc);
            complex<long double> x = promote(fftbuf[k0]); 
            complex<long double> dif = acc - x;
            difpower += numext::abs2(dif);
            //cerr << k0 << "\t" << acc << "\t" <<  x << "\t" << sqrt(numext::abs2(dif)) << endl;
        }
        cerr << "rmse:" << sqrt(difpower/totalpower) << endl;
        return sqrt(difpower/totalpower);
    }

    template <typename VT1,typename VT2>
    long double dif_rmse( const VT1 buf1,const VT2 buf2)
    {
        long double totalpower=0;
        long double difpower=0;
        size_t n = (min)( buf1.size(),buf2.size() );
        for (size_t k=0;k<n;++k) {
            totalpower += (long double)((numext::abs2( buf1[k] ) + numext::abs2(buf2[k]) )/2);
            difpower += (long double)(numext::abs2(buf1[k] - buf2[k]));
        }
        return sqrt(difpower/totalpower);
    }

enum { StdVectorContainer, EigenVectorContainer };

template<int Container, typename Scalar> struct VectorType;

template<typename Scalar> struct VectorType<StdVectorContainer,Scalar>
{
  typedef vector<Scalar> type;
};

template<typename Scalar> struct VectorType<EigenVectorContainer,Scalar>
{
  typedef Matrix<Scalar,Dynamic,1> type;
};

template <int Container, typename T>
void test_scalar_generic(int nfft)
{
    typedef typename FFT<T>::Complex Complex;
    typedef typename FFT<T>::Scalar Scalar;
    typedef typename VectorType<Container,Scalar>::type ScalarVector;
    typedef typename VectorType<Container,Complex>::type ComplexVector;

    FFT<T> fft;
    ScalarVector tbuf(nfft);
    ComplexVector freqBuf;
    for (int k=0;k<nfft;++k)
        tbuf[k]= (T)( rand()/(double)RAND_MAX - .5);

    // make sure it DOESN'T give the right full spectrum answer
    // if we've asked for half-spectrum
    fft.SetFlag(fft.HalfSpectrum );
    fft.fwd( freqBuf,tbuf);
    VERIFY((size_t)freqBuf.size() == (size_t)( (nfft>>1)+1) );
    VERIFY( T(fft_rmse(freqBuf,tbuf)) < test_precision<T>()  );// gross check

    fft.ClearFlag(fft.HalfSpectrum );
    fft.fwd( freqBuf,tbuf);
    VERIFY( (size_t)freqBuf.size() == (size_t)nfft);
    VERIFY( T(fft_rmse(freqBuf,tbuf)) < test_precision<T>()  );// gross check

    if (nfft&1)
        return// odd FFTs get the wrong size inverse FFT

    ScalarVector tbuf2;
    fft.inv( tbuf2 , freqBuf);
    VERIFY( T(dif_rmse(tbuf,tbuf2)) < test_precision<T>()  );// gross check


    // verify that the Unscaled flag takes effect
    ScalarVector tbuf3;
    fft.SetFlag(fft.Unscaled);

    fft.inv( tbuf3 , freqBuf);

    for (int k=0;k<nfft;++k)
        tbuf3[k] *= T(1./nfft);


    //for (size_t i=0;i<(size_t) tbuf.size();++i)
    //    cout << "freqBuf=" << freqBuf[i] << " in2=" << tbuf3[i] << " -  in=" << tbuf[i] << " => " << (tbuf3[i] - tbuf[i] ) <<  endl;

    VERIFY( T(dif_rmse(tbuf,tbuf3)) < test_precision<T>()  );// gross check

    // verify that ClearFlag works
    fft.ClearFlag(fft.Unscaled);
    fft.inv( tbuf2 , freqBuf);
    VERIFY( T(dif_rmse(tbuf,tbuf2)) < test_precision<T>()  );// gross check
}

template <typename T>
void test_scalar(int nfft)
{
  test_scalar_generic<StdVectorContainer,T>(nfft);
  //test_scalar_generic<EigenVectorContainer,T>(nfft);
}


template <int Container, typename T>
void test_complex_generic(int nfft)
{
    typedef typename FFT<T>::Complex Complex;
    typedef typename VectorType<Container,Complex>::type ComplexVector;

    FFT<T> fft;

    ComplexVector inbuf(nfft);
    ComplexVector outbuf;
    ComplexVector buf3;
    for (int k=0;k<nfft;++k)
        inbuf[k]= Complex( (T)(rand()/(double)RAND_MAX - .5), (T)(rand()/(double)RAND_MAX - .5) );
    fft.fwd( outbuf , inbuf);

    VERIFY( T(fft_rmse(outbuf,inbuf)) < test_precision<T>()  );// gross check
    fft.inv( buf3 , outbuf);

    VERIFY( T(dif_rmse(inbuf,buf3)) < test_precision<T>()  );// gross check

    // verify that the Unscaled flag takes effect
    ComplexVector buf4;
    fft.SetFlag(fft.Unscaled);
    fft.inv( buf4 , outbuf);
    for (int k=0;k<nfft;++k)
        buf4[k] *= T(1./nfft);
    VERIFY( T(dif_rmse(inbuf,buf4)) < test_precision<T>()  );// gross check

    // verify that ClearFlag works
    fft.ClearFlag(fft.Unscaled);
    fft.inv( buf3 , outbuf);
    VERIFY( T(dif_rmse(inbuf,buf3)) < test_precision<T>()  );// gross check
}

template <typename T>
void test_complex(int nfft)
{
  test_complex_generic<StdVectorContainer,T>(nfft);
  test_complex_generic<EigenVectorContainer,T>(nfft);
}
/*
template <typename T,int nrows,int ncols>
void test_complex2d()
{
    typedef typename Eigen::FFT<T>::Complex Complex;
    FFT<T> fft;
    Eigen::Matrix<Complex,nrows,ncols> src,src2,dst,dst2;

    src = Eigen::Matrix<Complex,nrows,ncols>::Random();
    //src =  Eigen::Matrix<Complex,nrows,ncols>::Identity();

    for (int k=0;k<ncols;k++) {
        Eigen::Matrix<Complex,nrows,1> tmpOut;
        fft.fwd( tmpOut,src.col(k) );
        dst2.col(k) = tmpOut;
    }

    for (int k=0;k<nrows;k++) {
        Eigen::Matrix<Complex,1,ncols> tmpOut;
        fft.fwd( tmpOut,  dst2.row(k) );
        dst2.row(k) = tmpOut;
    }

    fft.fwd2(dst.data(),src.data(),ncols,nrows);
    fft.inv2(src2.data(),dst.data(),ncols,nrows);
    VERIFY( (src-src2).norm() < test_precision<T>() );
    VERIFY( (dst-dst2).norm() < test_precision<T>() );
}
*/



void test_return_by_value(int len)
{
    VectorXf in;
    VectorXf in1;
    in.setRandom( len );
    VectorXcf out1,out2;
    FFT<float> fft;

    fft.SetFlag(fft.HalfSpectrum );

    fft.fwd(out1,in);
    out2 = fft.fwd(in);
    VERIFY( (out1-out2).norm() < test_precision<float>() );
    in1 = fft.inv(out1);
    VERIFY( (in1-in).norm() < test_precision<float>() );
}

EIGEN_DECLARE_TEST(FFTW)
{
  CALL_SUBTEST( test_return_by_value(32) );
  //CALL_SUBTEST( ( test_complex2d<float,4,8> () ) ); CALL_SUBTEST( ( test_complex2d<double,4,8> () ) );
  //CALL_SUBTEST( ( test_complex2d<long double,4,8> () ) );
  CALL_SUBTEST( test_complex<float>(32) ); CALL_SUBTEST( test_complex<double>(32) ); 
  CALL_SUBTEST( test_complex<float>(256) ); CALL_SUBTEST( test_complex<double>(256) ); 
  CALL_SUBTEST( test_complex<float>(3*8) ); CALL_SUBTEST( test_complex<double>(3*8) ); 
  CALL_SUBTEST( test_complex<float>(5*32) ); CALL_SUBTEST( test_complex<double>(5*32) ); 
  CALL_SUBTEST( test_complex<float>(2*3*4) ); CALL_SUBTEST( test_complex<double>(2*3*4) ); 
  CALL_SUBTEST( test_complex<float>(2*3*4*5) ); CALL_SUBTEST( test_complex<double>(2*3*4*5) ); 
  CALL_SUBTEST( test_complex<float>(2*3*4*5*7) ); CALL_SUBTEST( test_complex<double>(2*3*4*5*7) ); 

  CALL_SUBTEST( test_scalar<float>(32) ); CALL_SUBTEST( test_scalar<double>(32) ); 
  CALL_SUBTEST( test_scalar<float>(45) ); CALL_SUBTEST( test_scalar<double>(45) ); 
  CALL_SUBTEST( test_scalar<float>(50) ); CALL_SUBTEST( test_scalar<double>(50) ); 
  CALL_SUBTEST( test_scalar<float>(256) ); CALL_SUBTEST( test_scalar<double>(256) ); 
  CALL_SUBTEST( test_scalar<float>(2*3*4*5*7) ); CALL_SUBTEST( test_scalar<double>(2*3*4*5*7) ); 
  
  #ifdef EIGEN_HAS_FFTWL
  CALL_SUBTEST( test_complex<long double>(32) );
  CALL_SUBTEST( test_complex<long double>(256) );
  CALL_SUBTEST( test_complex<long double>(3*8) );
  CALL_SUBTEST( test_complex<long double>(5*32) );
  CALL_SUBTEST( test_complex<long double>(2*3*4) );
  CALL_SUBTEST( test_complex<long double>(2*3*4*5) );
  CALL_SUBTEST( test_complex<long double>(2*3*4*5*7) );
  
  CALL_SUBTEST( test_scalar<long double>(32) );
  CALL_SUBTEST( test_scalar<long double>(45) );
  CALL_SUBTEST( test_scalar<long double>(50) );
  CALL_SUBTEST( test_scalar<long double>(256) );
  CALL_SUBTEST( test_scalar<long double>(2*3*4*5*7) );
  #endif
}

94%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.9 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge