用FFTW计算音频数据的离散傅里叶变换

Question

我对信号处理很陌生，所以请原谅我，如果我吵了一下。我已下载并安装了适用于Windows的FFTW。文档还可以，但我仍然有疑问。

我的总体目标是从计算机上的声卡中捕获以44100采样/秒采样的原始音频数据（此任务已使用库和我的代码实现），然后对此音频数据块执行DFT。

我只对在音频中找到一系列频率成分感兴趣，而且我不会执行任何逆DFT。在这种情况下，所有必要的是真实到真实的转换，因此 a b c abc 0 1 0 def 0 0 1 ghi 0.33 0.33 0.33 jkl 1 0 0 函数？

我要转换的数据块长度为11025个样本。我的函数调用如下所示。这将产生11025个频段的频谱阵列。我如何知道结果中的最大频率成分？

我相信bin间距是Fs / n，44100/11025，所以4.这是否意味着我将在阵列中将频谱从0 Hz一直升至44100Hz，步长为4或更高一半的奈奎斯特频率22200？

这对我来说是个问题，因为我只想搜索60Hz到3000Hz的频率。有没有办法限制变换范围？

我没有看到该函数的任何参数，或者可能还有其他方法？

非常感谢您提供任何帮助。

fftw_plan_r2r_1d()

Answer 1

回答上述一些问题：

• 你需要一个真实到复杂的转换，而不是真实的转换
• 您将计算感兴趣频率（magnitude = sqrt(re*re + im*im)）
的复杂输出区间的大小
• 频率分辨率确实为Fs / N = 44100 / 11025 = 4 Hz，即每个出纸槽的宽度为4 Hz
• 对于实际到复杂的变换，您可以获得N / 2 + 1个输出频段，为您提供从0到Fs / 2
的频率
• 您只需忽略您不感兴趣的频率 - FFT非常有效，因此您可以负担得起浪费＆＃34;不需要的输出箱（除非您只对相对较少的输出频率感兴趣）

附加说明：

• 计划创建实际上并不执行FFT - 通常您创建一次计划然后多次使用（通过调用fftw_execute）
• 为了提高性能，您可能希望使用单精度调用（例如fftwf_execute而不是fftw_execute，同样适用于计划创建等）

StackOverflow上的一些有用的相关问题/答案：

• How do I obtain the frequencies of each value in an FFT?

• How to get frequency from fft result?

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

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