/// <summary>
/// Linear Convolution x ** h を計算。
/// </summary>
/// <param name="h">コンボリューションカーネル。左右反転される。</param>
/// <param name="x">入力数列。</param>
public WWComplex[] ConvolutionFft(WWComplex[] h, WWComplex[] x) {
var r = new WWComplex[h.Length + x.Length - 1];
int fftSize = Functions.NextPowerOf2(r.Length);
var h2 = new WWComplex[fftSize];
Array.Copy(h, 0, h2, 0, h.Length);
for (int i = h.Length; i < h2.Length; ++i) {
h2[i] = WWComplex.Zero();
}
var x2 = new WWComplex[fftSize];
Array.Copy(x, 0, x2, 0, x.Length);
for (int i = x.Length; i < x2.Length; ++i) {
x2[i] = WWComplex.Zero();
}
var fft = new WWRadix2Fft(fftSize);
var H = fft.ForwardFft(h2);
var X = fft.ForwardFft(x2);
var Y = WWComplex.Mul(H, X);
var y = fft.InverseFft(Y);
Array.Copy(y, 0, r, 0, r.Length);
return r;
}
/// <summary>
/// 連続FFT オーバーラップアド法でLinear convolution x ** hする。
/// </summary>
/// <param name="h">コンボリューションカーネル。左右反転される。</param>
/// <param name="x">入力数列。</param>
/// <param name="fragmentSz">個々のFFTに入力するxの断片サイズ。</param>
public WWComplex[] ConvolutionContinuousFft(WWComplex[] h, WWComplex[] x, int fragmentSz) {
System.Diagnostics.Debug.Assert(2 <= fragmentSz);
if (x.Length < h.Length) {
// swap x and h
var tmp = h;
h = x;
x = tmp;
}
// h.Len <= x.Len
int fullConvLen = h.Length + x.Length - 1;
var r = new WWComplex[fullConvLen];
for (int i = 0; i < r.Length; ++i) {
r[i] = WWComplex.Zero();
}
// hをFFTしてHを得る。
int fragConvLen = h.Length + fragmentSz - 1;
int fftSize = Functions.NextPowerOf2(fragConvLen);
var h2 = new WWComplex[fftSize];
Array.Copy(h, 0, h2, 0, h.Length);
for (int i = h.Length; i < h2.Length; ++i) {
h2[i] = WWComplex.Zero();
}
var fft = new WWRadix2Fft(fftSize);
var H = fft.ForwardFft(h2);
for (int offs = 0; offs < x.Length; offs += fragmentSz) {
// xFをFFTしてXを得る。
var xF = WWComplex.ZeroArray(fftSize);
for (int i=0; i<fragmentSz; ++i) {
if (i + offs < x.Length) {
xF[i] = x[offs + i];
} else {
break;
}
}
var X = fft.ForwardFft(xF);
var Y = WWComplex.Mul(H, X);
var y = fft.InverseFft(Y);
// オーバーラップアド法。FFT結果を足し合わせる。
for (int i = 0; i <fragConvLen; ++i) {
r[offs + i] = WWComplex.Add(r[offs + i], y[i]);
}
}
return r;
}
/// <summary>
/// 周波数ドメインの値を入力。
/// 時間ドメインの値を出力。
/// </summary>
/// <param name="X">周波数ドメインの値。サンプル数＝processBlockSize</param>
/// <returns>時間ドメインの値。</returns>
private double[] Process1(WWComplex[] X)
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(X.Length == WantSamples);
var x = WWComplex.ToRealArray(mFFT.InverseFft(X));
if (0 == mProcessCounter)
{
// 1回目。
// 前半のデータは埋め草なので破棄。後半のみ意味があるデータ。
var r = new double[ProcessSize / 2];
Array.Copy(x, ProcessSize / 2, r, 0, ProcessSize / 2);
mOverlapBuff = r;
++mProcessCounter;
return(new double[0]);
}
{
// 2回目以降。
var r = new double[ProcessSize / 2];
for (int i = 0; i < r.Length; ++i)
{
r[i] = x[i] + mOverlapBuff[i];
}
// 次回計算用にオーバーラップ部分を保存。
for (int i = 0; i < r.Length; ++i)
{
mOverlapBuff[i] = x[ProcessSize / 2 + i];
}
if (0 <= mNumSamples && mNumSamples < mProcessedSamples + r.Length)
{
// 必要サンプル数を超えて出力する必要はない。
var tmp = new double[mNumSamples - mProcessedSamples];
Array.Copy(r, 0, tmp, 0, tmp.Length);
r = tmp;
}
++mProcessCounter;
mProcessedSamples += r.Length;
return(r);
}
}