Как использовать FFTW plan many dft для транспонированного массива данных?

у меня есть 2D-массив данных, хранящихся в формате column-major (Fortran-style), и я хотел бы взять БПФ каждого строка. Я хотел бы избежать транспонирования массива (это не квадрат). Например, мой массив 

fftw_complex* data = new fftw_complex[21*256];

содержит записи [r0_val0, r1_val0,..., r20_val0, r0_val1,...,r20_val255].

я могу использовать fftw_plan_many_dft составить план решения каждого из 21 БПФ на месте в data массив, если это строка-майор, например,[r0_val0, r0_val1,..., r0_val255, r1_val0,...,r20_val255]:

int main() {
  int N = 256;
  int howmany = 21;
  fftw_complex* data = new fftw_complex[N*howmany];
  fftw_plan p;

  // this plan is OK
  p = fftw_plan_many_dft(1,&N,howmany,data,NULL,1,N,data,NULL,1,N,FFTW_FORWARD,FFTW_MEASURE);
  // do stuff...

  return 0;
}

по данным документация (раздел 4.4.1 руководства FFTW), подпись для функции

fftw_plan fftw_plan_many_dft(int rank, const int *n, int howmany,
                              fftw_complex *in, const int *inembed,
                              int istride, int idist,
                              fftw_complex *out, const int *onembed,
                              int ostride, int odist,
                              int sign, unsigned flags);

и я должен иметь возможность использовать stride и dist параметры для настройки индексирования. Из того, что я могу понять из документации, записи в массиве для преобразования индексируются как in + j*istride + k*idist здесь j=0..n-1 и k=0..howmany-1. (Мои массивы 1D и есть howmany из них). Однако следующий код приводит к seg. ошибка ( edit: длина шага составляет неправильно см. обновление ниже): 

int main() {
  int N = 256;
  int howmany = 21;
  fftw_complex* data = new fftw_complex[N*howmany];
  fftw_plan p;

  // this call results in a seg. fault.
  p = fftw_plan_many_dft(1,&N,howmany,data,NULL,N,1,data,NULL,N,1,FFTW_FORWARD,FFTW_MEASURE);

  return 0;
}

обновление:

я сделал ошибку, выбрав длину шага. Правильный вызов (правильная длина шага -howmany, а не N):

int main() {
  int N = 256;
  int howmany = 21;
  fftw_complex* data = new fftw_complex[N*howmany];
  fftw_plan p;

  // OK
  p = fftw_plan_many_dft(1,&N,howmany,data,NULL,howmany,1,data,NULL,howmany,1,FFTW_FORWARD,FFTW_MEASURE);
  // do stuff  

  return 0;
}
9
c fftw

1 ответов

функция работает как описано. Я сделал ошибку с длиной шага, которая на самом деле должна быть howmany в этом случае. Я обновил вопрос, чтобы отразить это.

я нахожу документацию для FFTW несколько трудной для понимания без примеров (я мог бы просто быть неграмотным...), поэтому я публикую более подробный пример ниже, сравнивая обычное использование fftw_plan_dft_1d С fftw_plan_many_dft. Напомним, в случае howmany массивы с длиной N, которые хранятся в непрерывный блок памяти, на который ссылаются как in, массив j для каждого преобразования k are

*(in + j*istride + k*idist)

следующие две части кода эквивалентны. В первом преобразование из некоторого 2D массива выполняется явно, а во втором fftw_plan_many_dft вызов используется, чтобы сделать все на месте.

Явная Копия

int N, howmany;
// ...
fftw_complex* data = (fftw_complex*) fftw_malloc(N*howmany*sizeof(fftw_complex));
// ... load data with howmany arrays of length N 
int istride, idist;
// ... if data is column-major, set istride=howmany, idist=1
//    if data is row-major, set istride=1, idist=N

fftw_complex* in = (fftw_complex*) fftw_malloc(N*sizeof(fftw_complex));
fftw_complex* out = (fftw_complex*) fftw_malloc(N*sizeof(fftw_complex));
fftw_plan p = fftw_plan_dft_1d(N,in,out,FFTW_FORWARD,FFTW_MEASURE);
for (int k = 0; k < howmany; ++k) {
  for (int j = 0; j < N; ++j) {
    in[j] = data[j*istride + k*idist];
  }
  fftw_execute(p);
  // do something with out
}

План Много

int N, howmany;
// ...
fftw_complex* data = (fftw_complex*) fftw_malloc(N*howmany*sizeof(fftw_complex));
// ... load data with howmany arrays of length N 
int istride, idist;
// ... if data is column-major, set istride=howmany, idist=1
//    if data is row-major, set istride=1, idist=N

fftw_plan p = fftw_plan_many_dft(1,&N,howmany,data,NULL,howmany,1,data,NULL,howmany,1,FFTW_FORWARD,FFTW_MEASURE);
fftw_execute(p);
7