Module_SignalProcessing_Transforms

信号处理模块 - Signal Processing Module

变换操作 - Transforms

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms 命名空间包含多种变换操作类，包括 Dct1、Dct2、Dct3、Dct4、FastDct2、FastDct3、FastDct4、FastMdct 和 Mdct。这些类提供了离散余弦变换（DCT）和修正离散余弦变换（MDCT）的实现，支持不同类型的 DCT 变换（I、II、III、IV）以及基于 FFT 的快速实现。每个类都提供了直接变换、归一化变换、逆变换和归一化逆变换的方法，适用于各种信号处理需求。

以下类型均位于命名空间：Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms

📒目录

🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct1 类
🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct2 类
🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct3 类
🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct4 类
🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct2 类
🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct3 类
🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct4 类
🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastMdct 类
🔖 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Mdct 类

以下类型均位于 Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms 命名空间。

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct1 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct1 表示离散余弦变换的类型-I (DCT-I)。

属性

1. Size

public int Size { get; }
- 获取 DCT-I 的大小。

方法

1. Dct1 构造函数

public Dct1(int dctSize)
- 构造给定 dctSize 的 Dct1 并预计算 DCT 矩阵。
- 参数:
  - dctSize: DCT-I 的大小。

2. Direct

public void Direct(float[] input, float[] output)
- 执行 DCT-I。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

3. DirectNorm

public void DirectNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的 DCT-I。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

4. Inverse

public void Inverse(float[] input, float[] output)
- 执行逆 DCT-I。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

5. InverseNorm

public void InverseNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的逆 DCT-I。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

代码示例

以下是一个使用 Dct1 类中多个方法的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;

public class Dct1Example
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 DCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 Dct1 实例
        var dct = new Dct1(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 DCT-I
        dct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("DCT-I Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的 DCT-I
        dct.DirectNorm(input, output);
        Console.WriteLine("Normalized DCT-I Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 DCT-I
        dct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse DCT-I Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的逆 DCT-I
        dct.InverseNorm(output, input);
        Console.WriteLine("Normalized Inverse DCT-I Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct2 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct2 表示离散余弦变换的类型-II (DCT-II)。

属性

1. Size

public int Size { get; }
- 获取 DCT-II 的大小。

方法

1. Dct2 构造函数

public Dct2(int dctSize)
- 构造给定 dctSize 的 Dct2 并预计算 DCT 矩阵。
- 参数:
  - dctSize: DCT-II 的大小。

2. Direct

public void Direct(float[] input, float[] output)
- 执行 DCT-II。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

3. DirectNorm

public void DirectNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的 DCT-II。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

4. Inverse

public void Inverse(float[] input, float[] output)
- 执行逆 DCT-II。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

5. InverseNorm

public void InverseNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的逆 DCT-II。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

代码示例

以下是一个使用 Dct2 类中多个方法的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;

public class Dct2Example
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 DCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 Dct2 实例
        var dct = new Dct2(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 DCT-II
        dct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("DCT-II Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的 DCT-II
        dct.DirectNorm(input, output);
        Console.WriteLine("Normalized DCT-II Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 DCT-II
        dct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse DCT-II Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的逆 DCT-II
        dct.InverseNorm(output, input);
        Console.WriteLine("Normalized Inverse DCT-II Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct3 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct3 表示离散余弦变换的类型-III (DCT-III)。

属性

1. Size

public int Size { get; }
- 获取 DCT-III 的大小。

方法

1. Dct3 构造函数

public Dct3(int dctSize)
- 构造给定 dctSize 的 Dct3 并预计算 DCT 矩阵。
- 参数:
  - dctSize: DCT-III 的大小。

2. Direct

public void Direct(float[] input, float[] output)
- 执行 DCT-III。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

3. DirectNorm

public void DirectNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的 DCT-III。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

4. Inverse

public void Inverse(float[] input, float[] output)
- 执行逆 DCT-III。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

5. InverseNorm

public void InverseNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的逆 DCT-III。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

代码示例

以下是一个使用 Dct3 类中多个方法的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;

public class Dct3Example
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 DCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 Dct3 实例
        var dct = new Dct3(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 DCT-III
        dct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("DCT-III Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的 DCT-III
        dct.DirectNorm(input, output);
        Console.WriteLine("Normalized DCT-III Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 DCT-III
        dct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse DCT-III Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的逆 DCT-III
        dct.InverseNorm(output, input);
        Console.WriteLine("Normalized Inverse DCT-III Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct4 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Dct4 表示离散余弦变换的类型-IV (DCT-IV)。

属性

1. Size

public int Size { get; }
- 获取 DCT-IV 的大小。

方法

1. Dct4 构造函数

public Dct4(int dctSize)
- 构造给定 dctSize 的 Dct4 并预计算 DCT 矩阵。
- 参数:
  - dctSize: DCT-IV 的大小。

2. Direct

public void Direct(float[] input, float[] output)
- 执行 DCT-IV。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

3. DirectNorm

public void DirectNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的 DCT-IV。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

4. Inverse

public void Inverse(float[] input, float[] output)
- 执行逆 DCT-IV。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

5. InverseNorm

public void InverseNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的逆 DCT-IV。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

代码示例

以下是一个使用 Dct4 类中多个方法的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;

public class Dct4Example
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 DCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 Dct4 实例
        var dct = new Dct4(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 DCT-IV
        dct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("DCT-IV Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的 DCT-IV
        dct.DirectNorm(input, output);
        Console.WriteLine("Normalized DCT-IV Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 DCT-IV
        dct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse DCT-IV Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的逆 DCT-IV
        dct.InverseNorm(output, input);
        Console.WriteLine("Normalized Inverse DCT-IV Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct2 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct2 表示离散余弦变换的类型-II (DCT-II)。这种基于 FFT 的 DCT-II 实现对于较大的 DCT 尺寸更快。

属性

1. Size

public int Size { get; }
- 获取 DCT-II 的大小。

方法

1. FastDct2 构造函数

public FastDct2(int dctSize)
- 构造给定 dctSize 的 FastDct2。
- 参数:
  - dctSize: DCT-II 的大小。

2. Direct

public void Direct(float[] input, float[] output)
- 执行 DCT-II。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

3. DirectNorm

public void DirectNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的 DCT-II。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

4. Inverse

public void Inverse(float[] input, float[] output)
- 执行逆 DCT-II。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

5. InverseNorm

public void InverseNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的逆 DCT-II。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

代码示例

以下是一个使用 FastDct2 类中多个方法的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;

public class FastDct2Example
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 DCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 FastDct2 实例
        var dct = new FastDct2(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 DCT-II
        dct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("DCT-II Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的 DCT-II
        dct.DirectNorm(input, output);
        Console.WriteLine("Normalized DCT-II Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 DCT-II
        dct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse DCT-II Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的逆 DCT-II
        dct.InverseNorm(output, input);
        Console.WriteLine("Normalized Inverse DCT-II Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct3 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct3 表示离散余弦变换的类型-III (DCT-III)。这种基于 FFT 的 DCT-III 实现对于较大的 DCT 尺寸更快。

属性

1. Size

public int Size { get; }
- 获取 DCT-III 的大小。

方法

1. FastDct3 构造函数

public FastDct3(int dctSize)
- 构造给定 dctSize 的 FastDct3。
- 参数:
  - dctSize: DCT-III 的大小。

2. Direct

public void Direct(float[] input, float[] output)
- 执行 DCT-III。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

3. DirectNorm

public void DirectNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的 DCT-III。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

4. Inverse

public void Inverse(float[] input, float[] output)
- 执行逆 DCT-III。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

5. InverseNorm

public void InverseNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的逆 DCT-III。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

代码示例

以下是一个使用 FastDct3 类中多个方法的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;

public class FastDct3Example
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 DCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 FastDct3 实例
        var dct = new FastDct3(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 DCT-III
        dct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("DCT-III Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的 DCT-III
        dct.DirectNorm(input, output);
        Console.WriteLine("Normalized DCT-III Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 DCT-III
        dct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse DCT-III Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的逆 DCT-III
        dct.InverseNorm(output, input);
        Console.WriteLine("Normalized Inverse DCT-III Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct4 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastDct4 表示离散余弦变换的类型-IV (DCT-IV)。这种基于 FFT 的 DCT-IV 实现对于较大的 DCT 尺寸更快。

属性

1. Size

public int Size { get; }
- 获取 DCT-IV 的大小。

方法

1. FastDct4 构造函数

public FastDct4(int dctSize)
- 构造给定 dctSize 的 FastDct4。
- 参数:
  - dctSize: DCT-IV 的大小。

2. Direct

public void Direct(float[] input, float[] output)
- 执行 DCT-IV。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

3. DirectNorm

public void DirectNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的 DCT-IV。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

4. Inverse

public void Inverse(float[] input, float[] output)
- 执行逆 DCT-IV。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

5. InverseNorm

public void InverseNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的逆 DCT-IV。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

代码示例

以下是一个使用 FastDct4 类中多个方法的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;

public class FastDct4Example
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 DCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 FastDct4 实例
        var dct = new FastDct4(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 DCT-IV
        dct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("DCT-IV Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的 DCT-IV
        dct.DirectNorm(input, output);
        Console.WriteLine("Normalized DCT-IV Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 DCT-IV
        dct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse DCT-IV Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的逆 DCT-IV
        dct.InverseNorm(output, input);
        Console.WriteLine("Normalized Inverse DCT-IV Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastMdct 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.FastMdct 表示修正离散余弦变换 (MDCT)。这种基于 FFT 的 MDCT 实现对于较大的 DCT 尺寸更快。

方法

1. FastMdct 构造函数

public FastMdct(int dctSize)
- 构造给定 dctSize 的 FastMdct。
- 参数:
  - dctSize: MDCT 的大小。

代码示例

以下是一个使用 FastMdct 类的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;

public class FastMdctExample
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 MDCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 FastMdct 实例
        var mdct = new FastMdct(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 MDCT
        mdct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("MDCT Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 MDCT
        mdct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse MDCT Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Mdct 类

Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms.Mdct 表示修正离散余弦变换 (MDCT)。

属性

1. Size

public int Size { get; }
- 获取 MDCT 的大小。

方法

1. Mdct 构造函数

public Mdct(int dctSize, IDct dct = null)
- 构造给定 dctSize 的 Mdct。
- 参数:
  - dctSize: MDCT 的大小。
  - dct: 内部 DCT 变换器（默认使用 Dct4）。

2. Direct

public void Direct(float[] input, float[] output)
- 执行 MDCT。input 的长度必须等于 2 * Mdct.Size，output 的长度必须等于 Mdct.Size。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

3. DirectNorm

public void DirectNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的 MDCT。input 的长度必须等于 2 * Mdct.Size，output 的长度必须等于 Mdct.Size。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

4. Inverse

public void Inverse(float[] input, float[] output)
- 执行逆 MDCT。input 的长度必须等于 Mdct.Size，output 的长度必须等于 2 * Mdct.Size。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

5. InverseNorm

public void InverseNorm(float[] input, float[] output)
- 执行归一化的逆 MDCT。input 的长度必须等于 Mdct.Size，output 的长度必须等于 2 * Mdct.Size。
- 参数:
  - input: 输入数据。
  - output: 输出数据。

代码示例

以下是一个使用 Mdct 类中多个方法的示例，并在示例中加入了注释：

using System;
using Vorcyc.Mathematics.SignalProcessing.Transforms;
public class MdctExample
{
    public static void Main()
    {
        // 定义 MDCT 大小
        int dctSize = 8;

        // 创建 Mdct 实例
        var mdct = new Mdct(dctSize);

        // 定义输入数据
        float[] input = { 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f, 9.0f, 10.0f, 11.0f, 12.0f, 13.0f, 14.0f, 15.0f, 16.0f };
        float[] output = new float[dctSize];

        // 执行 MDCT
        mdct.Direct(input, output);
        Console.WriteLine("MDCT Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的 MDCT
        mdct.DirectNorm(input, output);
        Console.WriteLine("Normalized MDCT Output:");

        foreach (var value in output)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行逆 MDCT
        mdct.Inverse(output, input);
        Console.WriteLine("Inverse MDCT Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }

        // 执行归一化的逆 MDCT
        mdct.InverseNorm(output, input);
        Console.WriteLine("Normalized Inverse MDCT Output:");

        foreach (var value in input)
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

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