“Winamp 风格”频谱​​分析仪

Posted 2023-02-25

【中文标题】“Winamp 风格”频谱​​分析仪

【英文标题】："Winamp style" spectrum analyzer

【发布时间】：2010-01-04 06:51:27

【问题描述】：

我有一个程序可以绘制信号的频谱分析（Amp/Freq），这很像 DFT 转换为极性的。但是，这并不完全是 winamp（右上角）或任何其他音频软件绘制的图形。我不太确定这种图叫什么（如果它有一个不同的名称），所以我不确定要查找什么。

我非常肯定频率轴是以两个指数为底的，但幅度轴让我感到困惑。

任何指针？

【问题讨论】：

这可能很有趣：***.com/questions/2466196/….

【参考方案1】：

实际上是一个有趣的问题。我知道你在说什么;频率轴肯定是对数的。但是幅度呢？作为对另一张海报的回应，幅度不能仅以 dB 为单位，因为 dB 没有零的概念。这引入了量化误差、SNR 和动态范围的概念。

假设接收到的数字化（即离散时间和离散幅度）时域信号 x[n] 等于 s[n] + e[n]，其中 s[n] 是传输的离散-时间信号（即连续幅度）和 e[n] 是量化误差。假设 x[n] 用 b 位表示，为简单起见，取值在 [0,1) 中。那么e[n]的最大峰峰值幅度是一个量化级别，即2^-b。

动态范围定义为，以分贝为单位，20 log10 (max peak-to-peak |s[n]|)/(max peak-to-peak |e[n]|) = 20 log10 1 /(2^-b) = 20b log10 2 = 6.02b dB。对于 16 位音频，动态范围为 96 dB。对于 8 位音频，动态范围为 48 dB。

那么 Winamp 如何绘制振幅？我的猜测：

假设最小幅度为-6.02b dB，最大幅度为0 dB。在视觉上，Winamp 在绘制窗口时考虑了这些阈值。

使用了另一个非线性映射，例如 log(1+X)。这个函数总是非负的，当X很大时，它近似于log(X)。

还有其他知道的专家吗？让我知道你的想法。我也很感兴趣，具体是如何实现的。

【参考方案2】：

要生成功率谱，您需要执行以下步骤：

将窗函数应用于时域数据（例如汉宁窗） 计算 FFT 计算 N/2 个 FFT 点的 FFT bin 幅度对数（通常为 10 * log10(re * re + im * im)）

这给出了对数幅度（即 dB）与线性频率的关系。

如果您还想要一个对数频率标度，那么您需要从适当的 bin 范围内累积幅度（并且您需要一个相当大的 FFT 开始）。

【参考方案3】：

嗯，我不是 100% 确定你的意思，但肯定它只是从 FFT 中分桶数据？

如果你想获得这样的数据（对于 44Khz 文件）频率点为 22Khz、11Khz 5.5Khz 等，那么你可以使用小波分解，我猜...

这个帖子可能对你有点帮助......

Converting an FFT to a spectogram

与我猜想的频谱图相同的信息......

【参考方案4】：

您需要的是功率谱图。您必须计算信号当前窗口的 DFT。然后对每个值求平方。