计算频谱分析仪的值

Question

我将如何实施类似于以下WinAmp中的频谱分析仪？

仅仅通过观察它，我认为这些条形被渲染以显示输入音频数据的特定频带的“音量级别”;但是，我不确定如何实际计算绘制条形图这么简单的任务所需的数据。

根据我的说法和理解，计算这些值可以通过使用FFT来完成 - 但是，鉴于输入数据的缓冲区，我不确定如何计算这些值 - 我是否在正确的轨道上关于FFT？如何对输入数据应用FFT，并从FFT中获得表示特定频段“体积”的整数？

绘图部分不是问题，因为我可以直接绘制到我的帧缓冲区并将其渲染出来。我正在使用Nios II软CPU作为FPGA上的项目，以防任何人想知道潜在的硬件限制。音频数据以96kHz的24位数据形式出现。

Answer 1

您可能正在寻找FFTw。

编辑：

详细说明你的问题：

计算这些值可以通过使用FFT来完成 - 但是，我不确定如何计算这些值，给定输入数据的缓冲区：是的，你是对的;这正是它的完成方式。你从当前正在播放的音频数据中取出一个（由于time-frequency uncertainty principle）样本片段而非常小（并且很小），并将其提供给（通常）离散的，实际的FFT（最着名，最广泛使用的一种）最快的是DFT的DCT系列 - 实际上FFTw中有大多数DCT的高度优化版本。然后取出下一个样本段并重复该过程。 FFT的输出将是已输入的音频信号的频率分解 - 然后您需要决定如何显示它（即，在FFT的输出上使用哪个函数，常见候选是f（x）= x; f（x）= sqrt（x）; f（x）= log（x））以及如何呈现/动画以下读数（例如，您可以在时间方向上平均每个波段，或者您可以具有最大值“ “慢慢地”脱落。

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愤怒编辑： 其他链接，因为它似乎有人知道如何使用谷歌：但不知道如何使用谷歌：

• http://en.wikipedia.org/wiki/FFTW
• http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:m6ou54tn_soJ:www.fftw.org/+&cd=1&hl=en&ct=clnk&gl=it&client=firefox-a
• http://web.archive.org/web/20130123131356/http://fftw.org/

Answer 2

这很简单 - 只需使用众多FFT算法中的一种！他们中的大多数都需要浮点计算，但谷歌搜索会带来只有整数的方法。你很有兴趣，FFT就是你想要的。

• http://en.wikipedia.org/wiki/Fast_Fourier_transform

要理解如何应用FFT，你应该阅读关于离散傅立叶变换的这一页，尽管它在数学上非常重要：

• http://en.wikipedia.org/wiki/Discrete_Fourier_transform

要在FPGA上实现它，我将查看该项目的源代码：

• http://qt-project.org/doc/qt-4.8/demos-spectrum.html

这是一个以前的SO问题，总结了它是如何工作的（用任何语言）。

• How to generate the audio spectrum using fft in C++?

关于创建被称为“频谱分析器”的内容的大量信息，必须有数十个完整的实现，其中源代码是免费提供的。只需浏览谷歌搜索“频谱分析仪源代码C”，例如。