CUDA:如何在 cuFFT 中使用浮点音频数据？-6ren

CUDA:如何在 cuFFT 中使用浮点音频数据？

转载作者：太空宇宙更新时间：2023-11-04 08:33:18

我对在 cuFFT 中转换音频信号以获得创建频谱图所需的数据很感兴趣。在转换之前尝试从 float 转换为 cufftReal 时，我似乎丢失了所有音频数据。另外，我认为我的实际方法对于获得正确的结果并不正确。这是我目前所拥有的:

void process_data(float *h_in_data_dynamic, sf_count_t samples, int channels) {
int nSamples = (int)samples;
int DATASIZE = 512;
int batch = nSamples / DATASIZE;

cufftHandle plan;

//this makes the data become all 0's.
cufftReal *d_in_data;
cudaMalloc((void**)&d_in_data, sizeof(cufftReal) * nSamples);
cudaMemcpy(d_in_data, (cufftReal*)h_in_data_dynamic, sizeof(cufftReal) * nSamples, cudaMemcpyHostToDevice);


cufftComplex *data;
cudaMalloc((void**)&data, sizeof(cufftComplex) * nSamples);


cufftComplex *hostOutputData = (cufftComplex*)malloc((DATASIZE / 2 + 1) * batch * sizeof(cufftComplex));

if (cudaGetLastError() != cudaSuccess) {
    fprintf(stderr, "Cuda error: Failed to allocate\n");
    return;
}

int rank = 1;                           // --- 1D FFTs
int n[] = { DATASIZE };                 // --- Size of the Fourier transform
int istride = 1, ostride = 1;           // --- Distance between two successive input/output elements
int idist = DATASIZE, odist = (DATASIZE / 2) + 1; // --- Distance between batches
int inembed[] = { 0 };                  // --- Input size with pitch (ignored for 1D transforms)
int onembed[] = { 0 };                  // --- Output size with pitch (ignored for 1D transforms)

cufftPlanMany(&plan, rank, n,
              inembed, istride, idist,
              onembed, ostride, odist, CUFFT_R2C, batch);

/* Use the CUFFT plan to transform the signal in place. */
if (cufftExecR2C(plan, d_in_data, data) != CUFFT_SUCCESS) {
    fprintf(stderr, "CUFFT error: ExecC2C Forward failed");
    return;
}

cudaMemcpy(hostOutputData, data, (DATASIZE / 2) + 1 * batch * sizeof(cufftComplex), cudaMemcpyDeviceToHost);

for (int i=0; i < batch; i++)
    for (int j=0; j < (DATASIZE / 2 + 1); j++)
        printf("%i %i %f %f\n", i, j, hostOutputData[i*(DATASIZE / 2 + 1) + j].x, hostOutputData[i*(DATASIZE / 2 + 1) + j].y);

cufftDestroy(plan);
cudaFree(data);
cudaFree(d_in_data);
}

最佳答案

我可以看到一些问题。

您应该适本地缩进代码以提高可读性。
遇到问题时，请进行适当的错误检查。这是一个吹毛求疵，但你没有检查调用 cufftPlanMany 的返回代码。您也没有对最后一个 cudaMemcpy 调用进行正确的错误检查。

这 2 个分配的大小应该匹配。他们不会:

cudaMalloc((void**)&data, sizeof(cufftComplex) * nSamples);

cufftComplex *hostOutputData = (cufftComplex*)malloc((DATASIZE / 2 + 1) * batch * sizeof(cufftComplex));

上面第二个分配的大小是正确的，应该为第一个分配复制。

您在这一行中有一个基本的拼写错误。你应该在我指出的地方加上括号:

cudaMemcpy(hostOutputData, data, (DATASIZE / 2) + 1 * batch * sizeof(cufftComplex), cudaMemcpyDeviceToHost);
                                ^                  ^

所以 expects当您寻求调试帮助时，请提供 MCVE .为您创建 main 例程、合成数据、猜测您包含的 header 以及 sf_count_t 是什么以及您正在尝试什么，这不是其他人的责任一般完成。
您的例程没有考虑 channel 。同样，我也没有，因为这不是这里的问题。但是使用多 channel 数据可能会对代码产生影响，这取决于数据布局。

当我解决上述问题时，我得到了一些对我有意义的东西。

$ cat t621.cu
#include <cufft.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>

#define FFTSIZE 512
#define DEBUG 0

typedef size_t sf_count_t;

void process_data(float *h_in_data_dynamic, sf_count_t samples, int channels) {
  int nSamples = (int)samples;
  int DATASIZE = FFTSIZE;
  int batch = nSamples / DATASIZE;

  cufftHandle plan;

  cufftReal *d_in_data;
  cudaMalloc((void**)&d_in_data, sizeof(cufftReal) * nSamples);
  cudaMemcpy(d_in_data, (cufftReal*)h_in_data_dynamic, sizeof(cufftReal) * nSamples, cudaMemcpyHostToDevice);

  cufftComplex *data;
  cudaMalloc((void**)&data, sizeof(cufftComplex) * batch * (DATASIZE/2 + 1));

  cufftComplex *hostOutputData = (cufftComplex*)malloc((DATASIZE / 2 + 1) * batch * sizeof(cufftComplex));

  if (cudaGetLastError() != cudaSuccess) {
    fprintf(stderr, "Cuda error: Failed to allocate\n");
    return;
  }

  int rank = 1;                           // --- 1D FFTs
  int n[] = { DATASIZE };                 // --- Size of the Fourier transform
  int istride = 1, ostride = 1;           // --- Distance between two successive input/output elements
  int idist = DATASIZE, odist = (DATASIZE / 2) + 1; // --- Distance between batches
  int inembed[] = { 0 };                  // --- Input size with pitch (ignored for 1D transforms)
  int onembed[] = { 0 };                  // --- Output size with pitch (ignored for 1D transforms)

  if(cufftPlanMany(&plan, rank, n,
              inembed, istride, idist,
              onembed, ostride, odist, CUFFT_R2C, batch) != CUFFT_SUCCESS){
    fprintf(stderr, "CUFFT error: Plan failed");
    return;
  }

/* Use the CUFFT plan to transform the signal in place. */
  if (cufftExecR2C(plan, d_in_data, data) != CUFFT_SUCCESS) {
    fprintf(stderr, "CUFFT error: ExecR2C Forward failed");
    return;
  }

  cudaMemcpy(hostOutputData, data, ((DATASIZE / 2) + 1) * batch * sizeof(cufftComplex), cudaMemcpyDeviceToHost);
  if (cudaGetLastError() != cudaSuccess) {
    fprintf(stderr, "Cuda error: Failed results copy\n");
    return;
  }

  float *spectrum = (float *)malloc((DATASIZE/2)*sizeof(float));
  for (int j = 0; j < (DATASIZE/2); j++) spectrum[j] = 0.0f;
  for (int i=0; i < batch; i++)
    for (int j=0; j < (DATASIZE / 2 + 1); j++){
#if DEBUG
        printf("%i %i %f %f\n", i, j, hostOutputData[i*(DATASIZE / 2 + 1) + j].x, hostOutputData[i*(DATASIZE / 2 + 1) + j].y);
#endif
        // compute spectral magnitude
        // note that cufft induces a scale factor of FFTSIZE
        if (j < (DATASIZE/2)) spectrum[j] += sqrt(pow(hostOutputData[i*(DATASIZE/2 +1) +j].x, 2) + pow(hostOutputData[i*(DATASIZE/2 +1) +j].y, 2))/(float)(batch*DATASIZE);
        }
  //assumes Fs is half of FFTSIZE, or we could pass Fs separately
  printf("Spectrum\n Hz:   Magnitude:\n");
  for (int j = 0; j < (DATASIZE/2); j++) printf("%.3f %.3f\n", j/2.0f, spectrum[j]);

  cufftDestroy(plan);
  cudaFree(data);
  cudaFree(d_in_data);
}

int main(){

  const int nsets = 20;
  const float sampling_rate = FFTSIZE/2;
  const float amplitude = 1.0;
  const float fc1 = 6.0;
  const float fc2 = 4.5;
  float *my_data;

  my_data = (float *)malloc(nsets*FFTSIZE*sizeof(float));
  //generate synthetic data that is a mix of 2 sine waves at fc1 and fc2 Hz
  for (int i = 0; i < nsets*FFTSIZE; i++)
    my_data[i] = amplitude*sin(fc1*(6.283/sampling_rate)*i)
               + amplitude*sin(fc2*(6.283/sampling_rate)*i);

  process_data(my_data, nsets*FFTSIZE, 1);
  return 0;
}


$ nvcc -arch=sm_20 -o t621 t621.cu -lcufft
$ ./t621
 Hz:   Magnitude:
0.000 0.000
0.500 0.000
1.000 0.000
1.500 0.000
2.000 0.000
2.500 0.000
3.000 0.000
3.500 0.000
4.000 0.000
4.500 0.500
5.000 0.000
5.500 0.000
6.000 0.500
6.500 0.000
7.000 0.000
7.500 0.000
8.000 0.000
8.500 0.000
9.000 0.000
9.500 0.000
10.000 0.000
10.500 0.000
11.000 0.000
11.500 0.000
12.000 0.000
12.500 0.000
13.000 0.000
13.500 0.000
14.000 0.000
14.500 0.000
15.000 0.000
15.500 0.000
16.000 0.000
16.500 0.000
17.000 0.000
17.500 0.000
18.000 0.000
18.500 0.000
19.000 0.000
19.500 0.000
20.000 0.000
20.500 0.000
21.000 0.000
21.500 0.000
22.000 0.000
22.500 0.000
23.000 0.000
23.500 0.000
24.000 0.000
24.500 0.000
25.000 0.000
25.500 0.000
26.000 0.000
26.500 0.000
27.000 0.000
27.500 0.000
28.000 0.000
28.500 0.000
29.000 0.000
29.500 0.000
30.000 0.000
30.500 0.000
31.000 0.000
31.500 0.000
32.000 0.000
32.500 0.000
33.000 0.000
33.500 0.000
34.000 0.000
34.500 0.000
35.000 0.000
35.500 0.000
36.000 0.000
36.500 0.000
37.000 0.000
37.500 0.000
38.000 0.000
38.500 0.000
39.000 0.000
39.500 0.000
40.000 0.000
40.500 0.000
41.000 0.000
41.500 0.000
42.000 0.000
42.500 0.000
43.000 0.000
43.500 0.000
44.000 0.000
44.500 0.000
45.000 0.000
45.500 0.000
46.000 0.000
46.500 0.000
47.000 0.000
47.500 0.000
48.000 0.000
48.500 0.000
49.000 0.000
49.500 0.000
50.000 0.000
50.500 0.000
51.000 0.000
51.500 0.000
52.000 0.000
52.500 0.000
53.000 0.000
53.500 0.000
54.000 0.000
54.500 0.000
55.000 0.000
55.500 0.000
56.000 0.000
56.500 0.000
57.000 0.000
57.500 0.000
58.000 0.000
58.500 0.000
59.000 0.000
59.500 0.000
60.000 0.000
60.500 0.000
61.000 0.000
61.500 0.000
62.000 0.000
62.500 0.000
63.000 0.000
63.500 0.000
64.000 0.000
64.500 0.000
65.000 0.000
65.500 0.000
66.000 0.000
66.500 0.000
67.000 0.000
67.500 0.000
68.000 0.000
68.500 0.000
69.000 0.000
69.500 0.000
70.000 0.000
70.500 0.000
71.000 0.000
71.500 0.000
72.000 0.000
72.500 0.000
73.000 0.000
73.500 0.000
74.000 0.000
74.500 0.000
75.000 0.000
75.500 0.000
76.000 0.000
76.500 0.000
77.000 0.000
77.500 0.000
78.000 0.000
78.500 0.000
79.000 0.000
79.500 0.000
80.000 0.000
80.500 0.000
81.000 0.000
81.500 0.000
82.000 0.000
82.500 0.000
83.000 0.000
83.500 0.000
84.000 0.000
84.500 0.000
85.000 0.000
85.500 0.000
86.000 0.000
86.500 0.000
87.000 0.000
87.500 0.000
88.000 0.000
88.500 0.000
89.000 0.000
89.500 0.000
90.000 0.000
90.500 0.000
91.000 0.000
91.500 0.000
92.000 0.000
92.500 0.000
93.000 0.000
93.500 0.000
94.000 0.000
94.500 0.000
95.000 0.000
95.500 0.000
96.000 0.000
96.500 0.000
97.000 0.000
97.500 0.000
98.000 0.000
98.500 0.000
99.000 0.000
99.500 0.000
100.000 0.000
100.500 0.000
101.000 0.000
101.500 0.000
102.000 0.000
102.500 0.000
103.000 0.000
103.500 0.000
104.000 0.000
104.500 0.000
105.000 0.000
105.500 0.000
106.000 0.000
106.500 0.000
107.000 0.000
107.500 0.000
108.000 0.000
108.500 0.000
109.000 0.000
109.500 0.000
110.000 0.000
110.500 0.000
111.000 0.000
111.500 0.000
112.000 0.000
112.500 0.000
113.000 0.000
113.500 0.000
114.000 0.000
114.500 0.000
115.000 0.000
115.500 0.000
116.000 0.000
116.500 0.000
117.000 0.000
117.500 0.000
118.000 0.000
118.500 0.000
119.000 0.000
119.500 0.000
120.000 0.000
120.500 0.000
121.000 0.000
121.500 0.000
122.000 0.000
122.500 0.000
123.000 0.000
123.500 0.000
124.000 0.000
124.500 0.000
125.000 0.000
125.500 0.000
126.000 0.000
126.500 0.000
127.000 0.000
127.500 0.000
$

所示频谱在 4.5Hz 和 6.0Hz 处有尖峰，正如我们根据合成输入数据的组成所预期的那样。请注意，这个问题似乎与光谱计算的机制无关，我也不是这方面的专家。目的是生成一组输出数据，使我们能够轻松验证结果。我并不是说这种光谱计算对任何特定目的都有用，或者根据任何数学都是正确的。此处的目的是根除代码中的潜在 cuda 错误。

作为附加评论，您的代码设置为对任意长度的输入数据集大小执行分段 FFT(我的解释，基于您对 batch 的使用)。这就是我制作结果的方式。我认为这样做是合理的，但我不知道它是否对您的特定用例有意义。

关于CUDA:如何在 cuFFT 中使用浮点音频数据？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/27324686/

文章推荐： c - 指向 char 检查新字符串的指针数组

文章推荐： c - 某些情况下的段错误(核心已转储)

文章推荐： java - 萨克斯字符将元素分开

文章推荐：每次使用 pthread 调用方法时创建一个新线程

android -/数据/数据/在哪里？
初学者 android 问题。好的，我已经成功写入文件。例如。 //获取文件名 String filename = getResources().getString(R.string.filename
安卓/数据/数据/mypackage/img
我已经将相同的图像保存到/data/data/mypackage/img/中，现在我想显示这个全屏，我曾尝试使用 ACTION_VIEW 来显示 android 标准程序，但它不是从/data/dat
ios - Swift 4:无法将“数据”类型的值转换为预期的参数类型“数据”
我正在使用Xcode 9，Swift 4。我正在尝试使用以下代码从URL在ImageView中显示图像: func getImageFromUrl(sourceUrl: String) -> UII
android - 基因运动。如何从设备中提取数据库。我的/数据/数据/文件夹似乎是空的
我的 Ubuntu 安装 genymotion 有问题。主要是我无法调试我的数据库，因为通过 eclipse 中的 DBMS 和 shell 中的 adb 我无法查看/data/文件夹的内容。没有显示
php - JSON 数据 ajax 不是正确的 POST 数据
我正在尝试用 PHP 发布一些 JSON 数据。但是出了点问题。这是我的 html -- {% for x in sets %}
r - lm(数据~时间)和tslm(数据~趋势)有什么区别
我观察到两种方法的结果不同。为什么是这样？我知道 lm 上发生了什么，但无法弄清楚 tslm 上发生了什么。 > library(forecast) > set.seed(2) > tts lm(t
Spring 数据 JPA 和 Spring 数据 Elasticsearch ；找不到类型的属性索引？
我不确定为什么会这样!我有一个由 spring data elasticsearch 和 spring data jpa 使用的类，但是当我尝试运行我的应用程序时出现错误。 Error creatin
d3.js - 数据过滤器适用于 json 数据，但不适用于 csv 数据
在 this vega 图表，如果我下载并转换 flare-dependencies.json使用以下 jq 到 csv命令， jq -r '(map(keys) | add | unique) as
php - 在 .php 文件中发送 mysql 数据/mysql 数据
我正在提交一个项目，我必须在其中创建一个带有表的 mysql 数据库。一切都在我这边进行，所以我只想检查如何将我所有的压缩文件发送给使用不同计算机的人。基本上，我如何为另一台计算机创建我的数据库文件，
android - 如何使用 Android Device Monitor 的文件资源管理器查找我的应用程序/数据/数据
我有一个应用程序可以将文本文件写入内部存储。我想仔细看看我的电脑。我运行了 Toast.makeText 来显示路径，它说:/数据/数据/我的包但是当我转到 Android Studio 的 An
android - 如何从 Genymotion 的 android 模拟器访问文件/数据/数据？
我喜欢使用 Genymotion 模拟器以如此出色的速度加载 Android。它有非常好的速度，但仍然有一些不稳定的性能。如何从 Eclipse 中的文件资源管理器访问 Genymotion 模拟器
silverlight - 如果我在 setter 中使用不同的值更改绑定(bind)数据，如何刷新绑定(bind)数据
我需要更改 Silverlight 中文本框的格式。数据通过 MVVM 绑定(bind)。例如，有一个 int 属性，我将 1 添加到 setter 中的值并调用 OnPropertyChanged
youtube - 通过 YouTube 数据 API 访问公共(public)数据，无需身份验证。
我想向 Youtube Data API 提出请求，但我不需要访问任何用户信息。我只想浏览公共(public)视频并根据搜索词显示视频。我可以在未经授权的情况下这样做吗？最佳答案 YouTube
python - 无法让 twilio 显示 'from' 数据，但它会显示 'to' 数据
我已经设置了一个 Twilio 应用程序，我想向人们发送更新，但我不想回复单个文本。我只是想让他们在有问题时打电话。我一切正常，但我想在发送文本时显示传入文本，以确保我不会错过任何问题。我正在使用 p
javascript - 向客户端发送 JSON 数据？ D3.js 渲染 JSON 数据
我有一个带有表单的网站(目前它是纯 HTML，但我们正在切换到 JQuery)。流程是这样的: 接受用户的输入 --- 5 个整数通过 REST 调用网络服务在服务器端运行一些计算...并生成一个
javascript - 如何检测一个 JavaScript 文件只包含 JSON 数据，还是打算包含 JSON 数据？
假设我们有一个名为 configuration.js 的文件，当我们查看内部时，我们会看到: 'use strict'; var profile = { "project": "%Projec
javascript - 在初始 .ajax 调用之外使用 JSON 数据 - 访问剩余的 JSON 数据
这部分是对 Previous Question 的扩展我的: 我现在可以从我的 CI Controller 成功返回 JSON 数据，它返回: {"results":[{"id":"1","Sourc
ios - 删除所有 Couchbase 数据/文档 ios(或删除所有 ios 数据？)
有什么有效的方法可以删除 ios 中 CBL 的所有文档存储？我对此有疑问，或者，如果有人知道如何从本质上使该应用程序像刚刚安装一样，那也会非常有帮助。我们正在努力确保我们的注销实际上将应用程序设置为
javascript - $.post(url, 函数(数据,状态) {警报(数据)});警报()不工作
我有一个 Rails 应用程序，它与其他 Rails 应用程序通信以进行数据插入。我使用 jQuery $.post 方法进行数据插入。对于插入，我的其他 Rails 应用程序显示 200 OK。但在
javascript - 断言错误 : expected { status: 'SUCCESS' , 数据 : [] } to equal { Object (status, 数据)}
我正在为服务于发布请求的 API 调用运行单元测试。我正在传递请求正文，并且必须将响应作为帐户数据返回。但我只收到断言错误注意:数据是从 Azure 中获取的 spec.js const accou

太空宇宙

个人简介

我是一名优秀的程序员,十分优秀！

作者热门文章

滴滴打车优惠券免费领取

全站热门文章

首页

博学

6Ren·AI

商城

CUDA:如何在 cuFFT 中使用浮点音频数据？