include/fourier.h

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **   Name:          fourier.h
   5 **   Purpose:       Header for Fourier transform functions
   6 **   Programmer:    Kevin Rosenberg
   7 **   Date Started:  Dec 2000
   8 **
   9 **  This is part of the CTSim program
  10 **  Copyright (c) 1983-2001 Kevin Rosenberg
  11 **
  12 **  $Id$
  13 **
  14 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  15 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
  16 **  published by the Free Software Foundation.
  17 **
  18 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  19 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  21 **  GNU General Public License for more details.
  22 **
  23 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
  24 **  along with this program; if not, write to the Free Software
  25 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  26 ******************************************************************************/
  27
  28 #include <complex>
  29 #ifdef HAVE_FFTW
  30 #include <fftw3.h>
  31 #endif
  32
  33 class ImageFile;
  34
  35 class Fourier {
  36 public:
  37     static void shuffleFourierToNaturalOrder (ImageFile& im);
  38     static void shuffleNaturalToFourierOrder (ImageFile& im);
  39
  40 #ifdef HAVE_FFTW
  41     static void shuffleFourierToNaturalOrder (fftw_complex* pc, const int n);
  42     static void shuffleNaturalToFourierOrder (fftw_complex* pc, const int n);
  43 #endif
  44
  45 // Odd Number of Points
  46 //   Natural Frequency Order: -(n-1)/2...-1,0,1...(n-1)/2
  47 //   Fourier Frequency Order: 0, 1..(n-1)/2,-(n-1)/2...-1
  48 // Even Number of Points
  49 //   Natural Frequency Order: -n/2...-1,0,1...((n/2)-1)
  50 //   Fourier Frequency Order: 0,1...((n/2)-1),-n/2...-1
  51     template<class T>
  52     static void shuffleNaturalToFourierOrder (T* pVector, const int n)
  53     {
  54       T* pTemp = new T [n];
  55       int i;
  56       if (isOdd(n)) { // Odd
  57         int iHalfN = (n - 1) / 2;
  58
  59         pTemp[0] = pVector[iHalfN];
  60         for (i = 0; i < iHalfN; i++)
  61           pTemp[i + 1] = pVector[i + 1 + iHalfN];
  62         for (i = 0; i < iHalfN; i++)
  63           pTemp[i + iHalfN + 1] = pVector[i];
  64       } else {     // Even
  65         int iHalfN = n / 2;
  66         pTemp[0] = pVector[iHalfN];
  67         for (i = 0; i < iHalfN - 1; i++)
  68         pTemp[i + 1] = pVector[i + iHalfN + 1];
  69         for (i = 0; i < iHalfN; i++)
  70           pTemp[i + iHalfN] = pVector[i];
  71       }
  72
  73     for (i = 0; i < n; i++)
  74       pVector[i] = pTemp[i];
  75     delete pTemp;
  76   }
  77
  78   template<class T>
  79   static void shuffleFourierToNaturalOrder (T* pVector, const int n)
  80   {
  81     T* pTemp = new T [n];
  82     int i;
  83     if (isOdd(n)) { // Odd
  84       int iHalfN = (n - 1) / 2;
  85
  86       pTemp[iHalfN] = pVector[0];
  87       for (i = 0; i < iHalfN; i++)
  88         pTemp[i + 1 + iHalfN] = pVector[i + 1];
  89       for (i = 0; i < iHalfN; i++)
  90         pTemp[i] = pVector[i + iHalfN + 1];
  91     } else {     // Even
  92       int iHalfN = n / 2;
  93       pTemp[iHalfN] = pVector[0];
  94       for (i = 0; i < iHalfN; i++)
  95         pTemp[i] = pVector[i + iHalfN];
  96       for (i = 0; i < iHalfN - 1; i++)
  97         pTemp[i + iHalfN + 1] = pVector[i+1];
  98     }
  99
 100     for (i = 0; i < n; i++)
 101       pVector[i] = pTemp[i];
 102     delete pTemp;
 103   }
 104 #if 0
 105     static void shuffleNaturalToFourierOrder (float* pdVector, const int n);
 106     static void shuffleNaturalToFourierOrder (double* pdVector, const int n);
 107     static void shuffleNaturalToFourierOrder (std::complex<double>* pdVector, const int n);
 108     static void shuffleFourierToNaturalOrder (float* pdVector, const int n);
 109     static void shuffleFourierToNaturalOrder (double* pdVector, const int n);
 110     static void shuffleFourierToNaturalOrder (std::complex<double>* pdVector, const int n);
 111 #endif
 112 };
 113
 114