0

Я ищу реализацию БПФ на .NET-совместных языках. Однако, то множество реализаций, что мне удалось найти возвращают массив комплексных чисел - значений амплитуд. Мне нужно получить сопоставление частот и амплитуд (т.е. спектр). Например, вот готовые примеры БПФ на wiki: Быстрое преобразование Фурье.

Возможно, для получения нужного результата достаточно знать ширину окна, по которому рассчитывается БПФ.

Ну, говоря об обратном преобразовании, готовых реализаций вообще не нашёл.

12
  • Ну вообще-то быстрое и обратное это по сути одно и тоже преобразование. e-maxx.ru/algo/fft_multiply Рекомендую изучить.
    – pavel
    1 окт 2017 в 17:46
  • В предыдущем моём вопросе мне объяснили, что это разные вещи) Хм. Может я просто не верно выразился? Мне нужно получить спектр сигнала как сопоставление частот и значений амплитуд, выполнить с этими значениями свои действия (например, удалить какие-то частоты) и после всего получить изменённый сигнал исходной длины. Для первого шага, думал, подойдёт БПФ, а для третьего (последнего) - обратное преобразование Фурье. А как тогда, если не так?
    – D .Stark
    1 окт 2017 в 17:55
  • Есть прямое и обратное преобразование. Оба выполняются по алгоритму БПФ. И, вообще говоря, "подкорректировать частоты" - так делать нельзя. Все, что можно делать с Фурье-образом хорошим девочкам - это умножать и преобразовывать назад в сигнал. БПФ - инструмент для быстрого вычисления сверток, то есть применения к сигналу цифровых фильтров очень высоких порядков. Все остальное - грязные извращения. Если вы хотите подрезать частоты, то вы проектируете цифровой фильтр, который это делает, и применяете его к сигналу с помощью БПФ.
    – user239133
    1 окт 2017 в 19:00
  • Если пояснять на конкретном примере, то эквалайзер на БПФ сделать вовсе не так просто, как кажется на первый взгляд. Вы можете попробовать просто задать нужную АЧХ симметрично в обе стороны и линейную ФЧХ (это обычно требуется от фильтров), потом сделать обратное преобразование и получить импульсную функцию фильтра, а она окажется комплексной, то есть такой фильтр невозможен и результатом его применения будут специфические искажения. Чтобы делать что-то с помощью БПФ сложнее размывания картинки (свертка с функцией Гаусса), придется подучить теорию цифровой обработки сигналов.
    – user239133
    1 окт 2017 в 19:17
  • @AlexanderZonov Помните мой вопрос? Кажется, ответ дан верно, не так ли? Мне просто не хватило пояснений, чтобы реализовать описанное самостоятельно. Вы думаете, если я получу ответы на список вопросов, которые я изложил в дополнении к теме, мне удастся получить результат самому? Или мне безнадёжно нужно пройти курс теории?..
    – D .Stark
    1 окт 2017 в 20:05

1 ответ 1

1
+50

Вообще-то гугл много чего находит. Вот, например, нашлась оболочка для шарпа и либы FFTW: https://github.com/tszalay/FFTWSharp

Ну, говоря об обратном преобразовании, готовых реализаций вообще не нашёл.

Очень боюсь в чем-то наврать, поскольку работал с БПФ очень давно и многое забыл. Там есть несколько вариантов. Прореживание по времени или по частоте, а также нормирование по мощности. Второе связано с незначительными изменениями в операции "бабочка". У меня при прямом преобразовании в "бабочке" присутствовало деление на 2, а при обратном нет. Кроме того, перед обратным преобразованием надо было выполнить комплексное сопряжение над фурье-образом, то есть просто изменить знак мнимых частей.

Задача была - вычитание спектра шума из сигнала в реальном времени. Вообще-то спектры, полученные БПФ, вычитать нельзя, как я уже написал в комментарии к вопросу. Поэтому я на каждом блоке сигнала уже не помню как строил цифровой фильтр, который максимально соответствовал бы производимой операции. Естественно, для каждого блока сигнала такой фильтр получается разный. Поэтому я строил два фильтра: для одного блока и для следующего. Оба их применял а результат уже на сигнале линейно интерполировал. В общем, БПФ прямых и обратных, да еще и с разной длиной блока для этого приходилось делать порядка десяти. Но 10 БПФ все равно быстрее 1 НПФ (непрерывное преобразование Фурье), с которым все проще для данной задачи. Я тогда так и не разобрался на уровне математики, почему это вообще работает, но работало хорошо.

Надеюсь, этот пример вам чем-то поможет. Как минимум, поможет понять, что все не так просто, и БПФ это не волшебная палочка, а лишь способ быстрого вычисления сверток.

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.