如何在C语言中使用FFTW从PortAudio的样本中提取频率信息

Question

我想制作一个程序，使用PortAudio记录音频数据（我已完成此部分），然后显示该记录音频的频率信息（目前，我想显示每个样本组的平均频率）。

通过一些研究，我知道我需要进行FFT。所以我在C中搜索了一个库来进行FFTW。

但是，现在我有点迷茫。我应该如何处理记录的样本以从中提取一些频率信息？我应该使用什么样的FFT（我假设我需要一个实数数据1D？）

一旦我做了FFT，我该如何从给出的数据中获取频率信息？

编辑：我现在也发现了自相关算法。它更好吗？更简单吗？

非常感谢您的帮助，对不起，我完全没有经验。我希望它至少有点意义。

- houbysoft

Answer 1

将你的音频样本转换成功率谱：

• 如果你的音频数据是整数数据，则将其转换为浮点数
• 选择一个FFT大小（例如N=1024）
• 对你的数据的N个样本应用窗口函数（例如汉宁窗）
• 使用大小为N的实际到复杂的FFT生成频域数据
• 计算你的复杂频域数据的幅度值（magnitude = sqrt(re^2 + im^2)）
• 可选择将幅度值转换为对数刻度（dB）（magnitude_dB = 20*log10(magnitude)）

- Paul R

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portaudio允许以浮点格式（32位浮点数）记录数据。因此，我鼓励使用这个建议。 - INS

@Iulian：是的，假设您在生成功率谱之前没有其他整数域中要进行的预处理，那么这可能是明智的选择。 - Paul R

谢谢，只有一个问题，可能很愚蠢。我已经计算了一切，但现在假设我想检查信号中是否存在440Hz（中音A）频率。我该怎么做？ - houbysoft

如果采样率为44.1 kHz，FFT尺寸为1024，则您的频谱分辨率将为Fs / N = 44100/1024 = 43.1 Hz。换句话说，您功率谱中的每个“bin”约为43 Hz宽。因此，440 Hz分量大部分会显示在第10个bin中。如果您需要更高的分辨率，则必须增加N。 - Paul R