提取C语言中的未知模式

Question

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我目前正在开发一款音频处理软件，必须使用零交叉估计来检测输入信号的频率。当输入为完美的正弦波时，估计频率并不困难，但当讨论钢琴时，声波会有所不同，其背后的理论也会改变。

目前，该软件检测每个零点并保存它与前一个零点之间的索引位置（以记录经过了多少个样本）。

以下是一个数组，其中包含以44.1kHz采样的130 Hz钢琴C音符每个零点之间的样本。

44  11  36  65  56  12  37  66  52  13  38  67  51  11  39  68  50  11  47  60  49  11  48  61  47  14  47  66  43  13

任务是确定未知长度的未知模式。但这些模式可能具有误差范围。例如，

44, 11, 36, 65
56, 12, 37, 66
52, 13, 38, 67

模式是指重复出现的特定形式。因此，在处理模式的平均值之后，可以轻松检测到频率。 如果我想检测这些类型的模式，但不知道模式本身及其长度，该怎么办？

- facandiav

我建议您不要使用过零率来估计频率... - Oliver Charlesworth

让我想起了自相关。无论如何，你应该寻找音高检测算法。 - Alexey Frunze

实现该微处理器无法实时运行FFT，这就是为什么我正在使用ZeroX方法@OliCharlesworth。 - facandiav

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哦，如果你不能做FFT，自相关就行不通了，因为FFT是计算它最有效的方法。我认为你在使用弱CPU时成功的机会相当渺茫。 - Alexey Frunze

你不能像这样找到所有的频率，但是你可能能够估计最低的频率。如果你有足够的样本，你可以尝试构建一个“谱图”：对于每个模式长度，绘制它的出现次数。然后从中找到可能峰值的位置。 - Archie

尝试将长度为4的向量分组，计算这些向量之间的距离度量。然后重复进行2、6、8等分组/集合，并选择具有最低和最一致距离度量的集合。 - hotpaw2

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Bjorn Roche · Accepted Answer

您应该先尝试低通滤波您的信号。这将减少信号成分，包括导致额外零交叉的高次谐波。重点在于增加基音相对于其他谐波的强度，这些谐波实际上只是创建了无关的零交叉。

有关均衡器的一些提示：

关于音高检测，其中一个重要概念是等于（eq）。

根据您的信号，您可能需要更陡峭的东西，比如更高阶或不同类型的滤波器。当然，零交叉点音高检测将天生受限，低通滤波器可能不足够。更新：澄清了低通滤波器的目的是强调基频而不是消除噪声。