Go言語の数値計算ライブラリGonumを使う(3)FFT（高速フーリエ変換）を行ってGonum plotでグラフにする。

GonumにはFFTもあるのはすぐわかったけれど、プロットとかどうする？と思ったらGonum plotがあった。

https://pkg.go.dev/gonum.org/v1/plot

じゃあこれを使おう。参考にするのはこちら。

 Visual C# (C_sharp)の数学ライブラリ Math.NET Numericsを使う(3) 高速フーリエ変換（FFT）を実行する。FourierOptionsにMatlabとNumerical Recipesがあるのが意外。

コードはこちら。ちゃんと周波数シフトする関数があるのがありがたい。

package main

import (

    "math/cmplx"

    "gonum.org/v1/gonum/dsp/fourier"

    "gonum.org/v1/plot"

    "gonum.org/v1/plot/plotter"

    "gonum.org/v1/plot/plotutil"

    "gonum.org/v1/plot/vg"

)

func main() {

    const n = 256

    t := make([]float64, n)

    y := make([]complex128, n)

    for i := 0; i < n; i++ {

        t[i] = float64(i)

        y[i] = cmplx.Sin(complex(t[i], 0))

    }

    fft := fourier.NewCmplxFFT(n)

    coeff := fft.Coefficients(nil, y)

    p := plot.New()

    p.Title.Text = "FFT"

    p.X.Label.Text = "Freq"

    p.Y.Label.Text = "Real, Imag"

    realpts := make(plotter.XYs, n)

    imagpts := make(plotter.XYs, n)

    for i := 0; i < n; i++ {

        i = fft.ShiftIdx(i)

        realpts[i].X = fft.Freq(i)

        realpts[i].Y = real(coeff[i])

        imagpts[i].X = fft.Freq(i)

        imagpts[i].Y = imag(coeff[i])

    }

    err := plotutil.AddLines(p,

        "Real", realpts,

        "Imag", imagpts,

    )

    if err != nil {

        panic(err)

    }

    // Save the plot to a PNG file.

    if err := p.Save(10*vg.Inch, 6*vg.Inch, "fft.png"); err != nil {

        panic(err)

    }

}

実行結果

ちゃんとNumPyの例を再現できているようだ。ただデフォルトのプロットの品質がいまいちだなあ。まあとりあえずこのままいく。