CUDA 袖口库 2D FFT 仅左半平面正确

Question

我正在使用 CUFFT 库对 128 个尺寸为 128 x 128 的图像进行 2D FFT。我使用库的方式如下：

unsigned int nx = 128; unsigned int ny = 128; unsigned int nz = 128;
// Make 2D fft batch plan
int n[2] = {nx, ny};
int inembed[] = {nx, ny};
int onembed[] = {nx, ny};

cufftPlanMany(&plan,
            2, // rank
            n, // dimension
            inembed,
            1, // istride
            nx * ny, // idist
            onembed,
            1, //ostride
            nx * ny, // odist
            CUFFT_D2Z,
            nz);
cufftSetCompatibilityMode(plan,CUFFT_COMPATIBILITY_NATIVE)

// Create output array
complex<double>* out_complex = new complex<double>[nx * ny * nz];
// Initialize output array
for (unsigned int i = 0; i < nx * ny * nz; i++) {
   out_complex[i].real(0);
   out_complex[i].imag(0);
}
cudaMalloc( (void**)&idata, sizeof(cufftDoubleReal) * nx * ny * nz );
cudaMalloc( (void**)&odata, sizeof(cufftDoubleComplex) * nx * ny * nz );
cudaMemcpy( idata, in_real, nx * ny  * nz * sizeof(cufftDoubleReal), 
                                  cudaMemcpyHostToDevice )  );
cudaMemcpy( odata, out_complex, nx * ny * nz *  sizeof(cufftDoubleComplex), 
                                  cudaMemcpyHostToDevice )  );

cufftExecD2Z( plan, idata, odata );

cudaMemcpy( out_complex, odata, nx * ny * nz * sizeof(cufftDoubleComplex),
                                  cudaMemcpyDeviceToHost ) );

主机上的输入 in_real 是一个包含 3D 图像的大数组，它是一个双精度数组。我想从/到cufftDoubleReal和从/到cufftDoubleComplex的复数转换应该没有问题？我对计划的制定方式和参数有点怀疑，我试图在网上找到一些例子，但它们没有那么有用，也没有那么一致。然后我只是根据自己的理解通过programming guide设置参数。

如标题所示，输出部分正确（左半平面），右半平面为零，这让我很困惑。我尝试设置不同类型的兼容模式，但没有太大帮助。我比较的版本是 MATLAB fft2()。

Answer 1

您需要（重新）阅读documentation 以了解真实到复杂的转换。引用：

在许多实际应用中，输入向量是实值的。它可以 很容易证明，在这种情况下，输出满足 Hermitian 对称性 ( X k = X N - k * , 其中星号表示复数 共轭）。反之亦然：对于复厄米特输入 逆变换将是纯实值的。 cuFFT 需要 这种冗余的优势，只在上半年工作 厄米特向量

即实数到复数变换的输出是对称的，cuFFT 通过不计算冗余（对称）系数来利用这一点。因此，只得到变换的“一半”输出是正常的，因为另一个“一半”是相同的。这不是 cuFFT、FFTW 和大多数其他高性能 FFT 库所独有的，用于实数到复数的变换和复数到实数的逆变换。