将音频样本从时域转换为频域

Question

作为一名软件工程师,我在处理信号处理问题时遇到了一些困难.我在这个领域没有多少经验.

我尝试做的是采用44100采样率对环境声音进行采样,并对固定尺寸的窗口进行采样,以测试是否存在特定频率(20KHz)且高于阈值.

根据如何使用C中的FFTW从PortAudio中提取样本中的频率信息,我将按照完美的答案执行此操作

从音频端口收集102400个样本(2320 ms),采样率为44100.样本值介于0.0和1.0之间

int samplingRate = 44100;
int numberOfSamples = 102400;
float samples[numberOfSamples] = ListenMic_Function(numberOfSamples,samplingRate);

窗口大小或FFT大小为1024个样本(23.2 ms)

int N = 1024;

窗口数是100

int noOfWindows = numberOfSamples / N;

将样本拆分到noOfWindows(100)窗口,每个窗口的大小为N(1024)个样本

float windowSamplesIn[noOfWindows][N];
for i:= 0 to noOfWindows -1 
    windowSamplesIn[i] = subarray(samples,i*N,(i+1)*N);
endfor

在每个窗口上应用汉宁窗函数

float windowSamplesOut[noOfWindows][N];
for i:= 0 to noOfWindows -1 
    windowSamplesOut[i] = HanningWindow_Function(windowSamplesIn[i]);
endfor

在每个窗口上应用FFT(在FFT函数内完成复数转换)

float frequencyData[noOfWindows][samplingRate/2]; 
for i:= 0 to noOfWindows -1 
    frequencyData[i] = RealToComplex_FFT_Function(windowSamplesOut[i], samplingRate);
endfor

在最后一步中,我使用此链接中实现的FFT函数:http://www.codeproject.com/Articles/9388/How-to-implement-the-FFT-algorithm ; 因为我无法从头开始实现FFT功能.

我不能确定的是,当给FFT输入N(1024)个样本时,samplingRate/2(22050)分贝值作为输出返回.这是一个FFT功能吗？

据我所知,由于奈奎斯特频率,我最多可以检测到一半的采样率频率.但是,每个频率的分贝值是否可以达到samplingRate/2(22050)Hz？

谢谢,Vahit

Answer 1

请参阅如何获取FFT中每个值的频率？

从1024个样本输入,您可以获得512个有意义的频率级别.

所以,是的,在你的窗口内,你将获得奈奎斯特频率的水平.

您将看到的最低频率级别是DC(0 Hz),下一个将是SampleRate/1024,或大约44 Hz,下一个是2*SampleRate/1024,依此类推,最多512**SampleRate/1024 Hz.