FFTReal ========================= 对输入复数序列实数部分执行一维快速傅里叶变换(FFT)或逆变换(IFFT)。 内部基于分治 FFT 算法, 并使用预计算旋转因子(twiddle factor)以提升性能。 傅里叶变换,可以对参数进行调整,以实现FFT/IFFT/RFFT/IRFFT。 数学定义如下: .. math:: X(k) = \sum_{n=0}^{N-1} x(n)\,e^{-j 2\pi kn / N} \quad (\text{Forward FFT}) .. math:: x(n) = \sum_{k=0}^{N-1} X(k)\,e^{j 2\pi kn / N} \quad (\text{Inverse FFT}) 其中 :math:`N` 为 FFT 点数。 输入: - **input** - 输入复数数据地址。 - **fft_size** - FFT 点数。 - **dir** - 变换方向: - ``FFT_FORWARD``:正向 FFT - ``FFT_INVERSE``:反向 FFT - **scratch_ptr** - 临时缓冲区地址,用于存放旋转因子及中间计算结果。 - **twiddle** - 旋转因子地址(仅共享存储版本使用)。 - **fft_size1** - 第一阶段 FFT 点数(仅共享存储版本使用)。 - **fft_size2** - 第二阶段 FFT 点数(仅共享存储版本使用)。 - **core_mask** - 核掩码(仅共享存储版本需要)。 输出: - **output** - 输出复数序列地址。 内部核心计算公式如下: 对于FFT,它计算以下表达式: .. math:: X[\omega_1, \dots, \omega_d] = \sum_{n_1=0}^{N_1-1} \dots \sum_{n_d=0}^{N_d-1} x[n_1, \dots, n_d] e^{-j\ 2 \pi \sum_{i=0}^d \frac{\omega_i n_i}{N_i}}, 其中, :math:`d` = `signal_ndim` 是信号的维度,:math:`N_i` 则是信号第 :math:`i` 个维度的大小。 对于IFFT,它计算以下表达式: .. math:: X[\omega_1, \dots, \omega_d] = \frac{1}{\prod_{i=1}^d N_i} \sum_{n_1=0}^{N_1-1} \dots \sum_{n_d=0}^{N_d-1} x[n_1, \dots, n_d] e^{\ j\ 2 \pi \sum_{i=0}^d \frac{\omega_i n_i}{N_i}}, 其中, :math:`d` = `signal_ndim` 是信号的维度,:math:`N_i` 则是信号第 :math:`i` 维的大小。 .. note:: - FFT/IFFT要求complex64或complex128类型的输入,返回complex64或complex128类型的输出。 - RFFT要求bool, uint8, int8, int16, int32, int64, float32或float64类型的输入, 返回complex64或complex128类型的输出。 - IRFFT要求complex64或complex128类型的输入,返回float32或float64类型的输出。 - 共享存储版本/私有存储版本支持函数及调用见RFFT。 参数: - **signal_ndim** (int) - 表示每个信号中的维数,控制着傅里叶变换的维数,其值只能为1、2或3。 - **inverse** (bool) - 表示该操作是否为逆变换,用以选择FFT 和 RFFT 或 IFFT 和 IRFFT。 - 如果为 ``True`` ,则为IFFT 和 IRFFT。 - 如果为 ``False`` ,FFT 和 RFFT。 - **real** (bool) - 表示该操作是否为实变换,与 `inverse` 共同决定具体的变换模式: - `inverse` 为 ``False`` , `real` 为 ``False`` :对应FFT模式。 - `inverse` 为 ``True`` , `real` 为 ``False`` :对应IFFT模式。 - `inverse` 为 ``False`` , `real` 为 ``True`` :对应RFFT模式。 - `inverse` 为 ``True`` , `real` 为 ``True`` :对应IRFFT模式。 - **norm** (str,可选) - 表示该操作的规范化方式,可选值:[ ``"backward"`` , ``"forward"`` , ``"ortho"`` ]。默认值: ``"backward"`` 。 - "backward",正向变换不缩放,逆变换按 :math:`1/n` 缩放,其中 `n` 表示输入 `x` 的元素数量。。 - "ortho",正向变换与逆变换均按 :math:`1/\sqrt n` 缩放。 - "forward",正向变换按 :math:`1/n` 缩放,逆变换不缩放。 - **onesided** (bool,可选) - 控制输入是否减半以避免冗余。默认值: ``True`` 。 - **signal_sizes** (tuple,可选) - 原始信号的大小(RFFT变换之前的信号,不包含batch这一维),只有在IRFFT模式下和设置 `onesided` 为True时需要该参数,需要满足 以下条件。默认值: ``()`` 。 - `signal_sizes` 的长度等于IRFFT的 `signal_ndim` : :math:`len(signal\_sizes)=signal\_ndim` 。 - `signal_sizes` 的最后一个维度除以2等于IRFFT输入的最后一个维度: :math:`signal\_size[-1]/2+1=x.shape[-1]` 。 - 除了最后一个维度外, `signal_sizes` 的维度与输入shape完全相同: :math:`signal\_sizes[:-1]=x.shape[:-1]` 。 异常: - **TypeError** - 如果FFT/IFFT/IRFF的输入类型不是以下类型之一:complex64、complex128。 - **TypeError** - 如果输入的类型不是Tensor。 - **ValueError** - 如果输入 `x` 的维度小于 `signal_ndim` 。 - **ValueError** - 如果 `signal_ndim` 大于3或小于1。 - **ValueError** - 如果 `norm` 取值不是"backward"、"forward"或"ortho"。 支持平台: ``FT78NE`` ``MT7004`` 类型支持: - FT78NE:``cplx64``、``cplx128`` - MT7004:``cplx64``