使用FFT确定低频信号的幅度

Question

我对信号处理完全陌生，并试图制作一个显示PCM（WAV）文件中低频信号幅度的程序。

到目前为止，我已经能够读取WAV文件并填充一个数组（实际上是一个多维数组，每个通道一个，但我们只考虑逐个通道）{{ 1}}使用从WAV中获取的声音文件的数据点。每个数据点都是一个幅度。 简而言之，我有声波的时域表示。 我用这个来绘制波幅相对于时间的图形，如下所示：

我的目标是完全相同，但只显示低于某个值的频率（例如350Hz）。要清楚，并不是我想在频域中显示图形（即在快速傅里叶变换之后）。我希望显示相同的幅度与时间关系图，但是对于[0,350Hz]范围内的频率。

我正在寻找能够做到的功能：

float

我已经阅读过FFT，阅读Chris Lomont's code for the FFT并了解低通滤波器背后的“理论”，但我发现很难理解如何实际实现这一特定功能（以上）。任何帮助（+解释）将不胜感激！

Answer 1

我最终使用的this示例效果非常好。我把它包裹得更好，结果是：

    /// <summary>
    /// Returns a low-pass filter of the data
    /// </summary>
    /// <param name="data">Data to filter</param>
    /// <param name="cutoff_freq">The frequency below which data will be preserved</param>
    private float[] lowPassFilter(ref float[] data, float cutoff_freq, int sample_rate, float quality_factor=1.0f)
    {
        // Calculate filter parameters
        float O = (float)(2.0 * Math.PI * cutoff_freq / sample_rate);
        float C = quality_factor / O;
        float L = 1 / quality_factor / O;

        // Loop through and apply the filter
        float[] output = new float[data.Length];
        float V = 0, I = 0, T;
        for (int s = 0; s < data.Length; s++)
        {
            T = (I - V) / C;
            I += (data[s] * O - V) / L;
            V += T;
            output[s] = V / O;
        }

        return output;
    }

常规波形和低通波形的输出：

将常规波形与低通波形隔离开来：