c - 使用FFTW计算音频数据的离散傅立叶变换

我是信号处理的新手，请稍等一下。我已经为Windows下载并安装了FFTW。该文档还可以，但是我仍然有疑问。

我的总体目标是从计算机上的声卡中捕获以44100 amps / sec采样的原始音频数据(此任务已经使用库和我的代码实现了)，然后对这些音频数据的块执行DFT。

我只想在音频中找到一定范围的频率分量，而不会执行任何逆DFT。在这种情况下，是否需要进行从真实到真实的转换，因此fftw_plan_r2r_1d()函数？

我要转换的数据块的长度为11025个样本。我的函数如下所示。这将导致11025个bin的频谱阵列。我如何知道结果中的最大频率分量？

我相信bin间隔是Fs / n，44100/11025，所以4。这是否意味着我将在阵列中拥有一个频谱，从0 Hz一直到44100Hz，以4为步长，或者直到一半。奈奎斯特频率22200？

这对我来说是个问题，因为我只想搜索60Hz至3000Hz的频率。有什么方法可以限制变换范围吗？

我没有看到该函数的任何参数，或者也许还有另一种方法？

在此先感谢您的帮助。

p = fftw_plan_r2r_1d(11025, audioData, spectrum, FFTW_REDFT00, FFTW_ESTIMATE);

最佳答案

要回答上述一些个人问题:

您需要进行实数到复杂的转换，而不是实数到实际的

您将在感兴趣的频率(magnitude = sqrt(re*re + im*im))上计算复杂输出仓的大小

频率分辨率的确是Fs / N = 44100 / 11025 = 4 Hz，即每个输出仓的宽度为4 Hz

进行实数到复杂的转换，您将获得N / 2 + 1个输出仓，从而为您提供从0到Fs / 2的频率

您只需忽略不感兴趣的频率-FFT非常高效，因此您可以“浪费”多余的输出仓(除非您只对相对较少的输出频率感兴趣)

补充说明:

计划创建实际上并不执行FFT-通常，您一次创建一个计划，然后多次使用它(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，并且类似地用于计划创建等)

有关StackOverflow的一些有用的相关问题/解答:

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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