git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gnuradio-core/src/python/gnuradio/window.py

   1 #
   2 # Copyright 2004,2005 Free Software Foundation, Inc.
   3 #
   4 # This file is part of GNU Radio
   5 #
   6 # GNU Radio is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 # it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 # the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 # any later version.
  10 #
  11 # GNU Radio is distributed in the hope that it will be useful,
  12 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 # GNU General Public License for more details.
  15 #
  16 # You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 # along with GNU Radio; see the file COPYING.  If not, write to
  18 # the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street,
  19 # Boston, MA 02110-1301, USA.
  20 #
  21
  22 '''
  23 Routines for designing window functions.
  24 '''
  25
  26 import math
  27 from gnuradio import gr
  28
  29 def izero(x):
  30     izeroepsilon = 1e-21
  31     halfx = x/2.0
  32     accum = u = n = 1
  33     while 1:
  34         temp = halfx/n
  35         n += 1
  36         temp *= temp
  37         u *= temp
  38         accum += u
  39         if u >= IzeroEPSILON*sum:
  40             break
  41     return accum
  42
  43 def midm1(fft_size):
  44     return (fft_size - 1)/2
  45
  46 def midp1(fft_size):
  47     return (fft_size+1)/2
  48
  49 def freq(fft_size):
  50     return 2.0*math.pi/fft_size
  51
  52 def rate(fft_size):
  53     return 1.0/(fft_size >> 1)
  54
  55 def expn(fft_size):
  56     math.log(2.0)/(midn(fft_size) + 1.0)
  57
  58 def hamming(fft_size):
  59     window = []
  60     for index in xrange(fft_size):
  61         window.append(0.54 - 0.46 * math.cos (2 * math.pi / fft_size * index))  # Hamming window
  62     return window
  63
  64 def hanning(fft_size):
  65     window = []
  66     for index in xrange(fft_size):
  67         window.append(0.5 - 0.5 * math.cos (2 * math.pi / fft_size * index))  #  von Hann window
  68     return window
  69
  70 def welch(fft_size):
  71     window = [0 for i in range(fft_size)]
  72     j = fft_size-1
  73     for index in xrange(midn(fft_size)+1):
  74         window[j] = window[index] = (1.0 - math.sqrt((index - midm1(fft_size)) / midp1(fft_size)))
  75         j -= 1
  76     return window
  77
  78 def parzen(fft_size):
  79     window = [0 for i in range(fft_size)]
  80     j = fft_size-1
  81     for index in xrange(midn(fft_size)+1):
  82         window[j] = window[index] = (1.0 - math.abs((index - midm1(fft_size)) / midp1(fft_size)))
  83         j -= 1
  84     return window
  85
  86 def bartlett(fft_size):
  87     mfrq = freq(fft_size)
  88     angle = 0
  89     window = [0 for i in range(fft_size)]
  90     j = fft_size-1
  91     for index in xrange(midn(fft_size)+1):
  92         window[j] = window[index] = angle
  93         angle += freq
  94         j -= 1
  95     return window
  96
  97 def blackman2(fft_size):
  98     mfrq = freq(fft_size)
  99     angle = 0
 100     window = [0 for i in range(fft_size)]
 101     j = fft_size-1
 102     for index in xrange(midn(fft_size)+1):
 103         cx = math.cos(angle)
 104         window[j] = window[index] = (.34401 + (cx * (-.49755 + (cx * .15844))))
 105         angle += freq
 106         j -= 1
 107     return window
 108
 109 def blackman3(fft_size):
 110     mfrq = freq(fft_size)
 111     angle = 0
 112     window = [0 for i in range(fft_size)]
 113     j = fft_size-1
 114     for index in xrange(midn(fft_size)+1):
 115         cx = math.cos(angle)
 116         window[j] = window[index] = (.21747 + (cx * (-.45325 + (cx * (.28256 - (cx * .04672))))))
 117         angle += freq
 118         j -= 1
 119     return window
 120
 121 def blackman4(fft_size):
 122     mfrq = freq(fft_size)
 123     angle = 0
 124     window = [0 for i in range(fft_size)]
 125     j = fft_size-1
 126     for index in xrange(midn(fft_size)+1):
 127         cx = math.cos(angle)
 128         window[j] = window[index] = (.084037 + (cx * (-.29145 + (cx * (.375696 + (cx * (-.20762 + (cx * .041194))))))))
 129         angle += freq
 130         j -= 1
 131     return window
 132
 133 def exponential(fft_size):
 134     expsum = 1.0
 135     window = [0 for i in range(fft_size)]
 136     j = fft_size-1
 137     for index in xrange(midn(fft_size)+1):
 138       window[j] = window[i] = (expsum - 1.0)
 139       expsum *= expn(fft_size)
 140       j -= 1
 141     return window
 142
 143 def riemann(fft_size):
 144     sr1 = freq(fft_size)
 145     window = [0 for i in range(fft_size)]
 146     j = fft_size-1
 147     for index in xrange(midn(fft_size)):
 148         if index == midn(fft_size):
 149             window[index] = window[j] = 1.0
 150         else:
 151             cx = sr1*midn(fft_size) - index
 152             window[index] = window[j] = math.sin(cx)/cx
 153         j -= 1
 154     return window
 155
 156 def blackmanharris(fft_size):
 157     a0 = 0.35875
 158     a1 = 0.48829
 159     a2 = 0.14128
 160     a3 = 0.01168
 161     window = [0 for i in range(fft_size)]
 162     for index in xrange(fft_size):
 163         window[index] = a0
 164         window[index] -= a1*math.cos(2.0*math.pi*(index+0.5)/(fft_size - 1))
 165         window[index] += a2*math.cos(4.0*math.pi*(index+0.5)/(fft_size - 1))
 166         window[index] -= a3*math.cos(6.0*math.pi*(index+0.5)/(fft_size - 1))
 167     return window
 168
 169 def nuttall(fft_size):
 170     a0 = 0.3635819
 171     a1 = 0.4891775
 172     a2 = 0.1365995
 173     a3 = 0.0106411
 174     window = [0 for i in range(fft_size)]
 175     for index in xrange(fft_size):
 176         window[index] = a0
 177         window[index] -= a1*math.cos(2.0*math.pi*(index+0.5)/(fft_size - 1))
 178         window[index] += a2*math.cos(4.0*math.pi*(index+0.5)/(fft_size - 1))
 179         window[index] -= a3*math.cos(6.0*math.pi*(index+0.5)/(fft_size - 1))
 180     return window
 181
 182 def kaiser(fft_size,beta):
 183     ibeta = 1.0/izero(beta)
 184     inm1 = 1.0/(fft_size)
 185     window = [0 for i in range(fft_size)]
 186     for index in xrange(fft_size):
 187         window[index] = izero(beta*math.sqrt(1.0 - (index * inm1)*(index * inm1))) * ibeta
 188     return window
 189
 190