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发布时间:2023-04-05

本文共 1324 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

FFTW库:快速傅里叶变换在西方的最快方法

FFTW(Fastest Fourier Transform in the West,西方最快傅里叶变换)是一款用于计算离散傅里叶变换(DFT)和相关变换的C语言子程序库。它支持实数和复数数据,以及不同尺寸的输入输出,包括偶数和奇数数据的DCT和DST变换。自发布以来,FFTW已成为许多科学计算领域的标准库。

最新版本与功能特点

  • 支持多种处理器扩展,如SSE/SSE2/Altivec,版本3.3.1进一步支持AVX和ARM Neon技术。
  • 支持一维和多维变换。
  • 支持任意尺寸的变换,即使是含有小质因数的尺寸,也能以O(N log N)的复杂度计算完成。
  • 支持纯实数输入或输出的快速变换。
  • 支持DCT和DST变换,适用于偶数和奇数数据。
  • 能够处理多个有stride的变换,适合一次性处理多个数组或多维数组的某些维度。
  • 提供多线程支持,适用于SMP架构的平台,且支持分布式计算。
  • 代码在不同平台上表现一致,具备极强的可移植性。
  • 提供C和Fortran接口,代码和文档广泛分布。
  • 代码基于GPL协议开放源代码,用户可根据需要选择使用开源版本或商业许可证。

版本更新与发展历程

FFTW 3.3.4是最新版本,相比于2.x系列,API完全不兼容,主要为了性能和功能扩展进行了优化。3.3版本引入了支持AVX和分布式计算,3.3.1版本则新增了ARM Neon扩展。

性能测试与优势

多次性能测试表明,FFTW的速度通常优于其他公开FFT库,并且与商业优化编译器的性能相竞争。其独特之处在于性能的可移植性,用户无需对代码进行修改即可在多种平台上获得良好性能。

开发背景与团队

FFTW由Matteo Frigo和Steven G. Johnson开发,最初在麻省理工学院的计算机科学实验室中研发。该团队对FFT算法进行了深入研究,提出了一些创新的优化方案,使FFTW在性能和功能上处于领先地位。

文献与引用

  • Matteo Frigo和Steven G. Johnson的论文《Proceedings of the IEEE》93(2),216–231 (2005)是FFTW的核心参考文献。
  • Frigo等人在《Fast Fourier Transforms》在线书籍中撰写了相关章节。
  • 1999 ACM SIGPLAN会议论文描述了FFTW代码生成器的实现细节。
  • 1998 ICASSP会议论文探讨了FFTW的性能优势。
  • MIT技术报告TR-728详细阐述了FFTW的算法设计。

荣誉与认可

FFTW曾荣获Wilkinson奖,这是对在高质量数值软件开发方面做出杰出贡献的最高荣誉。团队的相关论文也多次获得重要会议的最佳论文奖项。

感谢与合作伙伴

FFTW得到了Sun、Intel、GNU项目以及Linux社区的支持。我们特别感谢所有用户的反馈与建议,这些反馈对软件的不断进化起到了至关重要的作用。

相关资源

我们推荐以下资源以获取更多关于FFT和FFTW的信息:

  • 官方文档和手册可在相关网站获取。
  • 相关的FFT工具和代码集合可以在专门的开发者社区找到。
  • 用户可以通过邮件联系开发团队,获取技术支持和最新资讯。

转载地址:http://tarfk.baihongyu.com/

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