SAR成像处理编程——FFTW_fftw_plan_dft_1d

FFTW概述

        FFTW ( the Faster Fourier Transform in the West) 是一个快速计算离散傅里叶变换的标准C语言程序集，其由MIT的M.Frigo 和S. Johnson 开发。可计算一维或多维实和复数据以及任意规模的DFT。

        FFTW 还包含对共享和分布式存储系统的并行变换，它可自动适应你的机器， 缓存，存储器大小，寄存器个数。

        FFTW 通常比其它开源Fourier变换程序都要快，最新版本为fftw-3.3.8。

        FFTW 的编码生成器采用面向对象设计技术和面向对象语言Caml 编写；它能自动适应系统硬件，因而可移植性很强。FFTW2.1.5 支持共享存储多线程并行和分布式存储 MPI 并行。FFTW 的运算性能远远领先于已有的其它 FFT 软件。

        FFTW 为任意大小的模式生成一个计划（plan），通过对该计划施行各种运算完成各种模式的转换；内部结构及其复杂性对用户透明；速度快 (适合各种机器的内部编译器、代码生成器利用 AST 在运行时生成代码并自我优化，而且不占用编译时间，采用分层存储技术)。

        FFTW 受到越来越多的科学研究和工程计算工作者的普遍青睐，并为量子物理、光谱分析、音视频流信号处理、石油勘探、地震预报、天气预报、概率论、编码理论、医学断层诊断等领域提供切实可行的大规模 FFT 计算。

       在配有Intel处理器的机器上，安装MKL数学库后，可以直接使用fftw，且速度比较快。但是没有intel处理器的机器上，不能安装MKL数学库，若想使用fftw，必须在自己机器上编译和安装。

Linux系统编译与安装

安装包：fftw-3.3.8.tar.gz

在安装包所在的路径下，一次执行以下命令，即可完成fftw的编译与安装

tar -xzvf fftw-3.3.8.tar.gz

cd fftw

./configure --prefix=/home/FFTW LDFLAGS=-L/home/FFTW/lib FC=ifort F77=ifort CC=gcc CXX=g++ --enable-mpi -enable-shared --enable-float

make

make install

根据实际需要，可以修改./configure的参数

使用示例

FFTW安装完成后，就可以使用了，下面给出了SAR成像的距离向FFT的例子。

相关代码和并行加速方案可以留言或私信

/************************************************************************************
*	距离向FFT
************************************************************************************/
int RangeFFT(MKL_Complex* sig, long Na, long Nr)
{
	long i, j, k, l, m, kk, ll, mm, nn;
	long lBlock_Size = 64;                        
	unsigned char   fftw_Flags = FFTW_MEASURE;
	
	#pragma omp parallel shared(sig) private(i,j)
	{
		fftwf_plan  sS3_Plan;
		fftwf_complex *sS3_fftwf;
		sS3_fftwf = (fftwf_complex*)fftwf_malloc( Nr * sizeof( fftwf_complex ) );
		sS3_Plan = fftwf_plan_dft_1d( Nr , sS3_fftwf , sS3_fftwf , FFTW_FORWARD , fftw_Flags );				
 
		#pragma omp for schedule(static,1)  
		for ( i = 0; i < Na; i++ )
		{			
			for ( j = 0; j < Nr; j++ )                           
			{
				sS3_fftwf[j][0] = sig[i*Nr+j].re;
				sS3_fftwf[j][1] = sig[i*Nr+j].im;
			}	
			fftwf_execute( sS3_Plan );
			
			for ( j = 0; j < Nr; j++ )                           
			{
				sig[i*Nr+j].re = sS3_fftwf[j][0];
				sig[i*Nr+j].im = sS3_fftwf[j][1];
			}				
		} 
 
		fftwf_free(sS3_fftwf);		
		fftwf_destroy_plan(sS3_Plan);		
	}
 
	return 0;
}