在音频上使用低通滤波器

Question

我在DSP和过滤领域非常新。就像我一周前开始的那样。无论如何，我一直在寻找在我得到的一些数据上使用滤波器（低通，高通，陷波等）的方法。数据有两个数组，我可以在这个数组中获得超过100万个点。我试图在给定某个截止频率的情况下滤除声音，但无法使任何算法工作。我一直在互联网上，尝试了一堆不同的库和方法，但我无法得到任何结果。我偏爱NAudio库，因为它似乎有我需要的一切（FFT和BiQuadFilter类过滤）。我很确定我的问题是我极度缺乏获得所需输出的知识和数学。从我所读到的内容来看，我认为这个过程应该如何：

1. 将数据插入FFT以将数据置入频域
2. 将结果数据传递到过滤器（低，高，缺口）
3. 从步骤2的结果中进行IFFT以回到时域
4. 播放声音

这是过滤音频的正确方法吗？我可以将整个阵列推入FFT中吗？还是我必须将它分解成更小的块？我如何处理FFT结果中的复数（即只使用实部并丢弃虚数，或使用幅度和相位）？我真的不知道“正确的方式”是什么。

修改

我终于搞定了！这是我做的：

        byte[] data = doubleArray.SelectMany(value => BitConverter.GetBytes(value)).ToArray();
        wms = new WaveMemoryStream(data, sampleRate, (ushort)audioBitsPerSample, (ushort)channels);
        WaveFileReader wfr = new WaveFileReader(wms);
        SampleChannel sample = new SampleChannel(wfr, false);
        LowPassSampleProvider sampleProvider = new LowPassSampleProvider(sample);
        WaveOutEvent player = new WaveOutEvent();
        player.Init(sampleProvider);
        player.Play();

doubleArray是我的加速度计数据的数组，目前可以容纳100万个点，每个点大约1.84 ...

WaveMemoryStream是我找到的课程on another post here

LowPassSampleProvider是我创建的一个实现ISampleProvider的类，并将样本传递给BiQuadFilter.LowPassFilter函数。

Answer 1

NAudio中的BiQuadFilter在时域中运行。您不需要使用FFT。将每个样本传递到Transform方法以获取输出样本。如果您有立体声音频，请使用两个滤波器，一个用于左侧，一个用于右侧。

我通常会在Read方法中创建一个ISampleProvider实现，从源ISampleProvider读取（例如AudioFileReader）并将样本传递给过滤器。

Answer 2

通常，您会通过时域过滤器运行时域数据。另一种等效的方法是采用数据的FFT和滤波器的FFT，将其乘以频域，然后进行逆FFT。对于小型过滤器，时域方法通常更快。您通常会在数据帧上执行此操作，例如通过过滤器传递的8192个样本。然后重复后续帧。没有看你的代码，我无法提供更多的帮助。另外，请使用英特尔的IPP查看这些examples。有时间和频率域的实现应该有助于你前进。