Hello StackOverflow社区， 我有一个fftw库的dft算法的问题。 我想做的就是向前和向后转换某个模式以再次接收输入模式，当然稍后在转换之间会有某种过滤。
那么，我的程序所做的是：
我的问题是，当不使用过滤时，我的后向变换图像以某种方式被包裹，我无法计算正确的幅度，这应该与我的输入图像/测试信号相同。 当我设置fitler /＆＃34;窗口＆＃34;如果值为0.5，则向后转换工作正常，但我的输入图像只有它应该的一半亮。
下图说明了我的问题:(从左上角到右下角） 1.输入信号，2。后向变换的实部，3。从后向变换后的数据计算出的幅度，4。输入信号乘以0.5,5。后向变换的实部，6。从后向变换后的数据计算出的幅度。 http://imageshack.com/a/img538/5426/nbL9YZ.png
有没有人知道为什么dft以这种方式表现？！这有点奇怪......
我的代码看起来像这个atm：
/***** parameters **************************************************************************/
int imSize = 256;
int imN = imSize * imSize;
char* interferogram = new char[imN];
double* spectrumReal = new double[imN];
double* spectrumImaginary = new double[imN];
double* outputReal = new double[imN];
double* outputImaginary = new double[imN];
double* phase = new double[imN];
char* spectrumRealChar = new char[imN];
char* spectrumImaginaryChar = new char[imN];
char* outputRealChar = new char[imN];
char* outputImaginaryChar = new char[imN];
char* phaseChar = new char[imN];
Mat interferogramMat = Mat(imSize, imSize, CV_8U, interferogram);
Mat spectrumRealCharMat = Mat(imSize, imSize, CV_8U, spectrumRealChar);
Mat spectrumImaginaryCharMat = Mat(imSize, imSize, CV_8U, spectrumImaginaryChar);
Mat outputRealCharMat = Mat(imSize, imSize, CV_8U, outputRealChar);
Mat outputImaginaryCharMat = Mat(imSize, imSize, CV_8U, outputImaginaryChar);
Mat phaseCharMat = Mat(imSize, imSize, CV_8U, phaseChar);
/***** compute interferogram ****************************************************************/
fill_n(interferogram, imN, 0);
double value = 0;
double window = 0;
for (int y = 0; y < imSize; y++)
{
for (int x = 0; x < imSize; x++)
{
value = 127.5 + 127.5 * cos((2*PI) / 10000 * (pow(double(x - imSize/2), 2) + pow(double(y - imSize/2), 2)));
window = 1;
value *= window;
interferogram[y * imSize + x] = (unsigned char)value;
}
}
/***** create fftw arays and plans **********************************************************/
fftw_complex* input;
fftw_complex* spectrum;
fftw_complex* output;
fftw_plan p_fw;
fftw_plan p_bw;
input = (fftw_complex*) fftw_malloc(sizeof(fftw_complex) * imN);
spectrum = (fftw_complex*) fftw_malloc(sizeof(fftw_complex) * imN);
output = (fftw_complex*) fftw_malloc(sizeof(fftw_complex) * imN);
p_fw = fftw_plan_dft_2d(imSize, imSize, input, spectrum, FFTW_FORWARD, FFTW_ESTIMATE);
p_bw = fftw_plan_dft_2d(imSize, imSize, spectrum, output, FFTW_BACKWARD, FFTW_ESTIMATE);
/***** copy data ****************************************************************************/
for (int i = 0; i < imN; i++)
{
input[i][0] = double(interferogram[i]) / 255.;
input[i][1] = 0.;
spectrum[i][0] = 0.;
spectrum[i][1] = 0.;
output[i][0] = 0.;
output[i][1] = 0.;
}
/***** FPS algorithm ************************************************************************/
fftw_execute(p_fw);
fftw_execute(p_bw);
for (int i = 0; i < imN; i++)
{
phase[i] = sqrt(pow(output[i][0], 2) + pow(output[i][1], 2));
}
/***** copy data ****************************************************************************/
for (int i = 0; i < imN; i++)
{
spectrumReal[i] = spectrum[i][0];
spectrumImaginary[i] = spectrum[i][1];
outputReal[i] = output[i][0] / imN;
outputImaginary[i] = output[i][1];
}
SaveCharImage(interferogram, imN, "01_interferogram_512px_8bit.raw");
SaveDoubleImage(spectrumReal, imN, "02_spectrum_real_512px_64bit.raw");
SaveDoubleImage(spectrumImaginary, imN, "03_spectrum_imaginary_512px_64bit.raw");
SaveDoubleImage(outputReal, imN, "03_output_real_512px_64bit.raw");
DoubleToCharArray(spectrumReal, spectrumRealChar, imSize);
DoubleToCharArray(spectrumImaginary, spectrumImaginaryChar, imSize);
DoubleToCharArray(outputReal, outputRealChar, imSize);
DoubleToCharArray(outputImaginary, outputImaginaryChar, imSize);
DoubleToCharArray(phase, phaseChar, imSize);
/***** show images **************************************************************************/
imshow("interferogram", interferogramMat);
imshow("spectrum real", spectrumRealCharMat);
imshow("spectrum imaginary", spectrumImaginaryCharMat);
imshow("out real", outputRealCharMat);
imshow("out imaginary", outputImaginaryCharMat);
imshow("phase", phaseCharMat);
int key = waitKey(0);
答案 0 :(得分：0)
以下是您的代码的几行：
char* interferogram = new char[imN];
...
double value = 0;
double window = 0;
for (int y = 0; y < imSize; y++)
{
for (int x = 0; x < imSize; x++)
{
value = 127.5 + 127.5 * cos((2*PI) / 10000 * (pow(double(x - imSize/2), 2) + pow(double(y - imSize/2), 2)));
window = 1;
value *= window;
interferogram[y * imSize + x] = (unsigned char)value;
}
}
问题是char介于-128和127之间，而unsigned char介于0到255之间。interferogram[y * imSize + x] = (unsigned char)value;中有char隐式转换
如果window=0.5，它不会影响输出，但如果window=1 value高于127，则会触发更改。这正是您在问题中注意到的问题！
它不会影响第一个显示的图像，因为CV_8U对应unsigned char：interferogram因此被强制转换为unsigned char*。请查看Can I turn unsigned char into char and vice versa?以了解有关char到unsigned char演员的更多信息。
问题发生在input[i][0] = double(interferogram[i]) / 255.;：如果window=1，interferogram[i]可能为否定，input[i][0]变为否定。
将所有char更改为unsigned char，它应该可以解决问题。
您也可以更改
outputReal[i] = output[i][0] / imN;
outputImaginary[i] = output[i][1];
代表
outputReal[i] = output[i][0];
outputImaginary[i] = output[i][1];
拨打fftw似乎没问题。