dsp. Ifft

Обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT)

Описание

Система dsp.IFFT object™ вычисляет обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT) входа. Объект использует один или несколько следующих алгоритмов быстрого преобразования Фурье (FFT) в зависимости от сложности входа и является ли вывод в линейном или инвертированном битом порядке:

Алгоритм двойной сигнала
Поясной алгоритм
Основание 2 алгоритма десятикратного уменьшения вовремя (DIT)
Основание 2 алгоритма десятикратного уменьшения в частоте (DIF)
Алгоритм выбран из FFTW [1], [2]

Вычислить ОБПФ входа:

Создайте объект dsp.IFFT и установите его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Синтаксис

ift = dsp.IFFT

ift = dsp.IFFT(Name,Value)

Описание

ift = dsp.IFFT возвращает объект IFFT, ift, который вычисляет IDFT вектор-столбца или N-D массив. Для вектор-столбцов или массивов N-D, объект IFFT вычисляет IDFT по первому измерению массива. Если вход является вектором - строкой, объект IFFT вычисляет строку одно-демонстрационного IDFTs и выдает предупреждение.

пример

ift = dsp.IFFT(Name,Value) возвращает объект IFFT, ift, с каждым набором свойств к заданному значению. Заключите каждое имя свойства в одинарные кавычки. Незаданные свойства имеют значения по умолчанию.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и функция release разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

`FFTImplementation` — Реализация БПФ
`Auto` (значение по умолчанию) | `Radix-2` | `FFTW`

Задайте реализацию, используемую для БПФ в качестве Auto, Radix-2 или FFTW. Когда вы устанавливаете это свойство на Radix-2, длина БПФ должна быть степенью двойки.

`BitReversedInput` — Включите инвертированную битом интерпретацию порядка входных элементов
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Установите это свойство на true, если порядок преобразованных входных элементов Фурье к объекту IFFT находится в инвертированном битом порядке. Значением по умолчанию является false, который обозначает линейное упорядоченное расположение.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда свойством FFTLengthSource является Auto.

`ConjugateSymmetricInput` — Включите сопряженную симметричную интерпретацию входа
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Установите это свойство на true, если вход сопряжен симметричный, чтобы привести к выходным параметрам с действительным знаком. Дискретное преобразование Фурье действительной ценной последовательности сопряжено симметричный, и устанавливающий это свойство на true оптимизирует метод вычисления IDFT. Установка этого свойства к false для сопряженных симметричных входных параметров может привести к значениям комплексного выхода с ненулевыми мнимыми частями. Это происходит из-за погрешностей округления. Установка этого свойства к true для несопряженных симметричных входных параметров приводит к недопустимым выходным параметрам.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда свойством FFTLengthSource является Auto.

`Normalize` — Позвольте делиться выведенный длиной БПФ
`true` (значение по умолчанию) | `false`

Задайте, разделить ли IFFT вывод на длину БПФ. Значением по умолчанию является true, и каждый элемент вывода разделен на длину БПФ.

`FFTLengthSource` — Источник длины БПФ
`Auto` (значение по умолчанию) | `Property`

Задайте, как определить длину БПФ как Auto или Property. Когда вы устанавливаете это свойство на Auto, длина БПФ равняется количеству строк входного сигнала.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда оба свойства BitReversedInput и ConjugateSymmetricInput являются false.

`FFTLength` — Длина БПФ
`64` (значение по умолчанию) | целое число

Задайте длину БПФ как целое число, больше, чем или равный 2.

Это свойство должно быть степенью двойки, если какое-либо из этих условий применяется:

Вход является типом данных с фиксированной точкой.
Свойством FFTImplementation является Radix-2.

Зависимости

Это свойство применяется, когда вы устанавливаете свойства BitReversedInput и ConjugateSymmetricInput на false и свойство FFTLengthSource к 'Property'.

`WrapInput` — Булево значение переноса или усечения входа
`true` (значение по умолчанию) | `false`

Перенесите входные данные, когда FFTLength будет короче, чем входная длина. Если это свойство установлено в истинный, перенос данных длины по модулю происходит перед операцией FFT, учитывая FFTLength короче, чем входная длина. Если это свойство установлено в ложь, усечение входных данных к FFTLength происходит перед операцией FFT.

Свойства фиксированной точки

`RoundingMethod` — Округление метода для операций фиксированной точки
`Floor` (значение по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

Задайте метод округления.

`OverflowAction` — Действие переполнения для операций фиксированной точки
`Wrap` (значение по умолчанию) | `Saturate`

Задайте действие переполнения как Wrap или Saturate.

Слово таблицы `SineTableDataType` — Sine и дробные длины
`Same word length as input` (значение по умолчанию) | `Custom`

Задайте тип данных table синуса как Same word length as input или Custom.

Слово таблицы `CustomSineTableDataType` — Sine и дробные длины
`numerictype([],16)` (значение по умолчанию) | numerictype

Задайте табличную фиксированную точку синуса как немасштабированный объект numerictype с Signedness Auto.

Зависимости

Это свойство применяется, когда вы устанавливаете свойство SineTableDataType на Custom.

`ProductDataType` — Слово продукта и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as input` | `Custom`

Задайте тип данных продукта как Full precision, Same as input или Custom.

`CustomProductDataType` — Слово продукта и дробные длины
`numerictype([],32,30)` (значение по умолчанию) | numerictype

Задайте фиксированную точку продукта как масштабированный объект numerictype с Signedness Auto.

Зависимости

Это свойство применяется, когда вы устанавливаете свойство ProductDataType на Custom.

`AccumulatorDataType` — Слово аккумулятора и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as input` | `Same as product` | `Custom`

Задайте тип данных аккумулятора как Full precision, Same as input, Same as product или Custom.

`CustomAccumulatorDataType` — Слово аккумулятора и дробные длины
`numerictype([],32,30)` (значение по умолчанию) | numerictype

Задайте фиксированную точку аккумулятора как масштабированный объект numerictype с Signedness Auto.

Зависимости

Это свойство применяется, когда вы устанавливаете свойство AccumulatorDataType на Custom.

`OutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as input` | `Custom`

Задайте тип выходных данных как Full precision, Same as input или Custom.

`CustomOutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`numerictype([],16,15)` (значение по умолчанию) | numerictype

Задайте выходную фиксированную точку как масштабированный объект numerictype с Signedness Auto.

Зависимости

Это свойство применяется, когда вы устанавливаете свойство OutputDataType на Custom.

Использование

Для версий ранее, чем R2016b, используйте функцию step, чтобы запустить алгоритм Системного объекта. Аргументы к step являются объектом, который вы создали, сопровождаемый аргументами, показанными в этом разделе.

Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Синтаксис

y = ift(x)

Описание

пример

y = ift(x) вычисляет обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT), y, входа x по первому измерению x.

Входные параметры

развернуть все

`x` Ввод данных
вектор | матрица | N-D массив

Ввод данных, заданный как вектор, матрица или N-D массив.

Когда свойством FFTLengthSource является Auto, длина x по первому измерению должна быть положительной целочисленной степенью двойки. Когда свойством FFTLengthSource является 'Property', длина x по первому измерению может быть любым положительным целым числом, и свойство FFTLength должно быть положительной целочисленной степенью двойки.

Входные сигналы переменного размера только поддержаны, когда свойство FFTLengthSource установлено в 'Auto'.

Выходные аргументы

развернуть все

`y` Обратное дискретное преобразование Фурье входного сигнала
вектор | матрица | N-D массив

Обратное дискретное преобразование Фурье входного сигнала, возвращенного как вектор, матрица или N-D массив.

Когда свойство FFTLengthSource установлено в 'Auto', длина БПФ - то же самое как количество строк во входном сигнале. Когда свойство FFTLengthSource установлено в 'Property', длина БПФ задана через свойство FFTLength.

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

развернуть все

Создайте синусоидальный сигнал Используя высокие энергетические коэффициенты БПФ

Скрипт Open Live Script

Вычислите БПФ шумного синусоидального входного сигнала. Энергия сигнала хранится как квадрат значения коэффициентов БПФ. Определите коэффициенты БПФ, которые занимают 99,99% энергии сигнала и восстанавливают сигнал временного интервала путем взятия ОБПФ этих коэффициентов. Сравните восстановленный сигнал с исходным сигналом.

Note : , Если вы используете R2016a или более ранний релиз, замените каждый вызов объекта с эквивалентным синтаксисом step. Например, obj(x) становится step(obj(x)).

Рассмотрите сигнал временного интервала $x [n]$ , который задан на интервале конечного промежутка времени $0 \leq n \leq N - 1$ . Энергия сигнала $x [n]$ дан следующим уравнением:

$E_{N} = \sum_{n = 0}^{N - 1} {| x [n] |}^{2}$

Коэффициенты БПФ, $X [k]$ , рассматриваются значениями сигналов в частотном диапазоне. Энергия сигнала $x [n]$ в частотном диапазоне поэтому сумма квадратов значения коэффициентов БПФ:

$E_{N} = \frac{1}{N} \sum_{k = 0}^{N - 1} {| X [k] |}^{2}$

Согласно теореме Парсевэла, полная энергия сигнала вовремя или частотного диапазона является тем же самым.

$E_{N} = \sum_{n = 0}^{N - 1} {| x [n] |}^{2} = \frac{1}{N} \sum_{k = 0}^{N - 1} {| X [k] |}^{2}$

Инициализация

Инициализируйте Системный объект dsp.SineWave, чтобы сгенерировать синусоиду, выбранную на уровне 44,1 кГц, и имеет частоту 1 000 Гц. Создайте dsp.FFT, и dsp.IFFT возражает, чтобы вычислить БПФ и ОБПФ входного сигнала.

Свойство 'FFTLengthSource' каждого из этих преобразовывает объекты, установлен в 'Auto'. Длина БПФ следовательно рассматривается как входной формат кадра. Входной формат кадра в этом примере 1020, который не является степенью 2, поэтому выберите 'FFTImplementation' как 'FFTW'.

L = 1020;
Sineobject = dsp.SineWave('SamplesPerFrame',L,'PhaseOffset',10,...
    'SampleRate',44100,'Frequency',1000);
ft = dsp.FFT('FFTImplementation','FFTW');
ift = dsp.IFFT('FFTImplementation','FFTW','ConjugateSymmetricInput',true);
rng(1);

Потоковая передача

Поток в шумном входном сигнале. Вычислите БПФ каждого кадра и определите коэффициенты, которые составляют энергию на 99,99% сигнала. Возьмите ОБПФ этих коэффициентов, чтобы восстановить сигнал временного интервала.

numIter = 1000;
for Iter = 1:numIter
    Sinewave1 = Sineobject();
    Input = Sinewave1 + 0.01*randn(size(Sinewave1));
    FFTCoeff = ft(Input);
    FFTCoeffMagSq = abs(FFTCoeff).^2;
    
    EnergyFreqDomain = (1/L)*sum(FFTCoeffMagSq);
    [FFTCoeffSorted, ind] = sort(((1/L)*FFTCoeffMagSq),1,'descend');
    
    CumFFTCoeffs = cumsum(FFTCoeffSorted);
    EnergyPercent = (CumFFTCoeffs/EnergyFreqDomain)*100;
    Vec = find(EnergyPercent > 99.99);
    FFTCoeffsModified = zeros(L,1);
    FFTCoeffsModified(ind(1:Vec(1))) = FFTCoeff(ind(1:Vec(1)));
    ReconstrSignal = ift(FFTCoeffsModified);
end

99,99% энергии сигнала может быть представлен количеством коэффициентов БПФ, данных Vec(1):

Vec(1)

ans = 296

Сигнал восстановлен эффективно с помощью этих коэффициентов. Если вы сравниваете последний кадр восстановленного сигнала с исходным сигналом временного интервала, вы видите, что различие является очень небольшим и соответствие графиков тесно.

max(abs(Input-ReconstrSignal))

ans = 0.0431

plot(Input,'*');
hold on;
plot(ReconstrSignal,'o');
hold off;

Алгоритмы

Этот объект реализует алгоритм, входные параметры и выходные параметры, описанные на странице с описанием блока IFFT. Свойства объектов соответствуют параметрам блоков, кроме Output sampling mode, параметр не поддержан dsp.IFFT.

Ссылки

[1] FFTW (http://www.fftw.org)

[2] Frigo, M. и С. Г. Джонсон, “FFTW: Адаптивная Программная архитектура для БПФ”, Продолжения Международной конференции по вопросам Акустики, Речи, и Обработки сигналов, Издания 3, 1998, стр 1381-1384.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).
Когда следующие условия применяются, исполняемый файл, сгенерированный от этого Системного объекта, полагается на предварительно созданные динамические файлы библиотеки (файлы .dll) включенный с MATLAB^®:
- FFTImplementation установлен в 'FFTW'.
- FFTImplementation установлен в 'Auto', FFTLengthSource установлен в 'Property', и FFTLength не является степенью двойки.
Используйте функцию packNGo, чтобы группировать код, сгенерированный от этого Системного объекта и всех соответствующих файлов в сжатом zip-файле. Используя этот zip-файл, можно переместить, распаковать и восстановить проект в другой среде разработки, где MATLAB не установлен. Для получения дополнительной информации смотрите, Как Запустить Сгенерированный Исполняемый файл Вне MATLAB.
Когда длина БПФ является степенью двойки, можно сгенерировать автономный C и Код С++ от этого Системного объекта.

Документация

dsp. Ifft

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

FFTImplementation — Реализация БПФ Auto (значение по умолчанию) | Radix-2 | FFTW

BitReversedInput — Включите инвертированную битом интерпретацию порядка входных элементов false (значение по умолчанию) | true

Зависимости

ConjugateSymmetricInput — Включите сопряженную симметричную интерпретацию входа false (значение по умолчанию) | true

Зависимости

Normalize — Позвольте делиться выведенный длиной БПФ true (значение по умолчанию) | false

FFTLengthSource — Источник длины БПФ Auto (значение по умолчанию) | Property

Зависимости

FFTLength — Длина БПФ 64 (значение по умолчанию) | целое число

Зависимости

WrapInput — Булево значение переноса или усечения входа true (значение по умолчанию) | false

Свойства фиксированной точки

RoundingMethod — Округление метода для операций фиксированной точки Floor (значение по умолчанию) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero

OverflowAction — Действие переполнения для операций фиксированной точки Wrap (значение по умолчанию) | Saturate

Слово таблицы SineTableDataType — Sine и дробные длины Same word length as input (значение по умолчанию) | Custom

Слово таблицы CustomSineTableDataType — Sine и дробные длины numerictype([],16) (значение по умолчанию) | numerictype

Зависимости

ProductDataType — Слово продукта и дробные длины Full precision (значение по умолчанию) | Same as input | Custom

CustomProductDataType — Слово продукта и дробные длины numerictype([],32,30) (значение по умолчанию) | numerictype

Зависимости

AccumulatorDataType — Слово аккумулятора и дробные длины Full precision (значение по умолчанию) | Same as input | Same as product | Custom

CustomAccumulatorDataType — Слово аккумулятора и дробные длины numerictype([],32,30) (значение по умолчанию) | numerictype

Зависимости

OutputDataType — Выведите слово и дробные длины Full precision (значение по умолчанию) | Same as input | Custom

CustomOutputDataType — Выведите слово и дробные длины numerictype([],16,15) (значение по умолчанию) | numerictype

Зависимости

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

x Ввод данных вектор | матрица | N-D массив

Выходные аргументы

y Обратное дискретное преобразование Фурье входного сигнала вектор | матрица | N-D массив

Функции объекта

Примеры

Создайте синусоидальный сигнал Используя высокие энергетические коэффициенты БПФ

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Системные объекты

Представленный в R2012a

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`FFTImplementation` — Реализация БПФ
`Auto` (значение по умолчанию) | `Radix-2` | `FFTW`

`BitReversedInput` — Включите инвертированную битом интерпретацию порядка входных элементов
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`ConjugateSymmetricInput` — Включите сопряженную симметричную интерпретацию входа
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`Normalize` — Позвольте делиться выведенный длиной БПФ
`true` (значение по умолчанию) | `false`

`FFTLengthSource` — Источник длины БПФ
`Auto` (значение по умолчанию) | `Property`

`FFTLength` — Длина БПФ
`64` (значение по умолчанию) | целое число

`WrapInput` — Булево значение переноса или усечения входа
`true` (значение по умолчанию) | `false`

`RoundingMethod` — Округление метода для операций фиксированной точки
`Floor` (значение по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

`OverflowAction` — Действие переполнения для операций фиксированной точки
`Wrap` (значение по умолчанию) | `Saturate`

Слово таблицы `SineTableDataType` — Sine и дробные длины
`Same word length as input` (значение по умолчанию) | `Custom`

Слово таблицы `CustomSineTableDataType` — Sine и дробные длины
`numerictype([],16)` (значение по умолчанию) | numerictype

`ProductDataType` — Слово продукта и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as input` | `Custom`

`CustomProductDataType` — Слово продукта и дробные длины
`numerictype([],32,30)` (значение по умолчанию) | numerictype

`AccumulatorDataType` — Слово аккумулятора и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as input` | `Same as product` | `Custom`

`CustomAccumulatorDataType` — Слово аккумулятора и дробные длины
`numerictype([],32,30)` (значение по умолчанию) | numerictype

`OutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as input` | `Custom`

`CustomOutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`numerictype([],16,15)` (значение по умолчанию) | numerictype

`x` Ввод данных
вектор | матрица | N-D массив

`y` Обратное дискретное преобразование Фурье входного сигнала
вектор | матрица | N-D массив

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.