如何从FFT中获取基频？

Question

我正在开发一个闪存吉他，似乎使用FFT是发现麦克风数据频率的唯一明显方法。然而，经过大约30个小时的研究，我无法找到最佳方法。我应该使用谐波产品谱（HPS）、倒谱法还是最大似然法？调音器将需要显示25到3000Hz的频率。

此外，如果有人知道一些开源代码可以找到基频，请告诉我。我可以将其翻译成ActionScript。

谢谢！

- Lucas Speranza

Answer 1

我成功使用的最简单技术是使用FFT，然后执行谐波乘积谱。它很容易实现且资源占用不高，您只需要正确地降采样结果FFT并进行乘积即可。

以下问题也应该有用：检测基频。

- shams

Answer 2

我尝试用我的基本记忆回答：当你有了信号的FFT时，基频不是具有最大幅度的那个吗？

- Felice Pollano

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不，它不是。它是频谱的第一个谐波。 - Nemeth

@Nemeth：据我所知，“第一谐波”是“基频”的同义词，通常具有最大振幅。 - Jim Lewis

@Jim：对于许多乐器来说，基音并不一定具有最高的振幅——我不确定吉他是否是这样，但这可能取决于音符和吉他的类型。无论如何，最好使用适当的“音高检测”算法，而不是武断地查看诸如基音之类的单个分量。 - Paul R

@Paul：对于弹拨吉他的琴弦来说，谐波序列中的最大振幅将是基频。对于铜管乐器来说，许多音符都是基频的第二、第三、第四等倍频产生的。吉他通常被标记为比实际音高高一个八度，这也可能会有些混淆…… - Jim Lewis

@Jim：弓弦乐器，例如小提琴和大提琴，通常在基音上具有非常少的能量。请注意，即使基音完全不存在，音高感知也可以很好地发挥作用。 - Paul R

Answer 3

FFT 不是找出一个乐器基频的最佳方法。实际上，使用倒谱法会更好。您可以在这里找到类似的问题: 从潜在谐波确定基频的算法 和 MATLAB-从FFT缺失基本频率。

- Nemeth

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我应该使用什么代替FFT？ - Lucas Speranza

你可以使用自相关函数：http://en.wikipedia.org/wiki/Autocorrelation 但是，由于您正在处理吉他音频，对于此处的基频而言，音高似乎比基音更重要。因此，您应该在这里查看RAPT（鲁棒的音高跟踪算法）：http://www.ee.columbia.edu/~dpwe/papers/Talkin95-rapt.pdf - Nemeth

根据文章所述，RAPT是一个非常好的算法。然而，我看到了一个C语言的开源实现，它有数百行代码。 - mmatloka

倒谱分析方法速度慢且复杂。建议使用比特流自相关方法：http://www.cycfi.com/2018/03/fast-and-efficient-pitch-detection-bitstream-autocorrelation/ - AldaronLau