理解aurioTouch2中的FFT

Question

理解aurioTouch2中的FFT

iosaudiofft

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我一直在研究苹果的示例代码aurioTouch 2。最终我想要自己分析频率。现在我正在尝试理解一些内容，如果这很琐碎，请谅解，我只是想理解源码中出现的一些未注释的魔法数值。我目前主要困惑的几点是：

为什么它们在FFTBufferManager::ComputeFFT中将奈奎斯特（Nyquist）值清零？这个值真的可以被丢掉吗？（~ FFTBufferManager.cpp的第112行左右）。
他们将所有东西都按-128db缩小，因此我假设结果在(-128,0)的范围内。但是，在aurioTouchAppDelegate.mm的稍后位置（~第807行），他们通过添加80并除以64，然后限制在0到1之间将其转换为0到1之间的值。这其中的含义是什么？也就是说，我的假设值（-128,0）是否正确？

- Francisco Ryan Tolmasky I

1个回答

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- hooleyhoop · Accepted Answer

嗯，这对我来说也不是那么简单，但这就是我理解的方式。如果我过于简化了它，那只是为了我的好处，我并不是要居高临下。

将与奈奎斯特频率相对应的结果归零：

我假设我们正在计算1024个输入样本的正向FFT。在44100hz输入情况下，这通常在我的情况下是正确的（但不是AurioTouch正在做的事情，我觉得有点奇怪，但我不是专家）。具体数值更容易理解。

给定1024（n）个输入样本，按需要排列（先是偶数索引，然后是奇数索引{in[0]，in[2]，in[4]，…，in1，in[3]，in[5]，…}）（使用vDSP_ctoz()来排序您的输入）

FFT 1024（n）个输入样本的输出是513（（n/2）+1）个复数值，即513个实部和513个虚部，总共有1026个值。但是，imaginary [0]和imaginary [512]（n / 2）始终为零。因此，通过将Nyquist频率bin的实部real [512]放置在imaginary [0]处并忽略imaginary [512] - 它始终为零且可以推断出，结果被打包成1024（n）长度的缓冲区。因此，要使返回的结果有效，您至少必须将imaginary [0]设置回零。如果您需要所有513（（n/2）+1）个频率bin，则需要将另一个复数值附加到结果中，并将其设置如下...

unpackedVal = imaginary[0]
real[512]=unpackedVal, imaginary[512]=0
imaginary[0] = 0

在AurioTouch中，我一直认为他们只是懒得麻烦。n/2个结果显然更方便处理，而且你几乎看不出来差别："噢，看，奈奎斯特频率缺失了一个幅度"。 UsingFourierTransforms文档解释了打包的内容。 注意，具体的值1024、513、512等仅为示例，并非AurioTouch中n、(n/2)+1、n/2的实际值。 他们通过-128db缩小所有东西的比例。 并不完全如此，输出值的范围是相对于输入样本数量的，因此必须进行归一化。比例尺为1.0 /（2 * inNumberFrames）。

缩放后的范围为-1.0 –> +1.0。然后取复向量的幅值（忽略相位），为每个频率bin给出一个标量值，介于0和1.0之间。

这个值被解释为介于-128到0之间的分贝值。

绘图部分... +80 / 64. ... *120... 我不确定。我可能完全错误，或者这可能是艺术许可？