检测特定频率的算法？ [关闭]

Posted 2023-02-25

【中文标题】检测特定频率的算法？ [关闭]

【英文标题】：An algorithm to detect a certain frequency? [closed]

【发布时间】：2013-01-01 15:15:27

【问题描述】：

使用 Goertzel 算法，我正在检测进入 iphone 麦克风的某个频率（我使用缓冲区样本）。

它可以工作，但是当值改变时它会出现许多奇怪的稳定性问题。 （它们在同一设备上的频谱应用程序中是恒定的，但不是使用 Goertzel 算法）

我想用另一种方式，在C，检测某个频率，或者某个频率范围内的能量，（不知道FFT好不好准确，如果是，我需要一个好的算法）。 如果你有一个函数只能获取样本和长度，并在某个频谱或某个已知频率返回能量，那会有所帮助。 我需要一个严肃的，也许是二阶过滤器。

这是我的格策尔：

float goertzel_mag(int16_t* data ,int SAMPLING_RATE ,double TARGET_FREQUENCY,int numSamples )

    int     k,i;
    float   floatnumSamples;
    float   omega,sine,cosine,coeff,q0,q1,q2,magnitude,real,imag;

    float   scalingFactor = numSamples / 2.0; // -2

    floatnumSamples = (float) numSamples;
    k = (int) (0.5 + ((floatnumSamples * TARGET_FREQUENCY) / SAMPLING_RATE));
    omega = (2.0 * M_PI * k) / floatnumSamples;
    sine = sin(omega);
    cosine = cos(omega);
    coeff = 2.0 * cosine;
    q0=0;
    q1=0;
    q2=0;

    for(i=0; i<numSamples; i++)
    
        q0 = coeff * q1 - q2 + data[i];
        q2 = q1;
        q1 = q0;
    


    real = (q1 - q2 * cosine) / scalingFactor;
    imag = (q2 * sine) / scalingFactor;

    //double theta = atan2 ( imag, real); //PHASE
    magnitude = sqrtf(real*real + imag*imag);
    return magnitude;

【问题讨论】：

您的具体问题是什么？

FFT 很好；准确性取决于您的要求、对算法的理解以及问题的物理性质。

我的问题是，要获得一个函数，一个函数，它会获取样本并产生 FFT。不只是建议我 FFT，而是我在这里展示的同类型函数的代码示例。我找不到这样的。

@rant 如果您要采用 FFT 方法，则需要对结果进行大量下游处理。这很好地描述了如何使用 SFFT 来估计每个 bin 中的频率。它还有很多东西 - 例如处理垃圾箱和本底噪声之间的出血。您还会发现缺少基本信号的真实世界信号，您需要从部分信号中重建它——就像人类听觉系统能够做到的那样。

如果您知道要测量的频率的幅度，那么 Goertzel 算法是正确的选择：FFT 计算过度。但是，从您的描述中我不清楚问题是什么。您也可以使用带通滤波器，但滤波器的顺序（和类型）取决于您的要求。这篇文章可能对您有帮助，也可能对您没有帮助：blog.bjornroche.com/2012/07/…

【参考方案1】：

This is a good description of the various approaches to frequency detection。

当您在 MacOSX 或 ios 上进行开发时，请查看Accelerate Framework，它提供了 [在 iOS 和 MacOSX 内] 的便携性和 DFT 的优化实现。

如果您打算在 AppStore 中以应用程序的形式发布您的作品，则应特别注意许可。 FFTW 许可证是否与您的使用兼容？

【参考方案2】：

Apple 提供 Accelerate 框架。Accelerate Framework hereFFT here

它包括 vDSP 和几个 FFT 例程，包括以下类别： 一维快速傅里叶变换（固定长度） 一维快速傅里叶变换（就地复数） 一维快速傅里叶变换（就地实数） 一维快速傅里叶变换（异地复数） 一维快速傅里叶变换（异地实数） 一维快速傅里叶变换（支持函数） 2D 快速傅里叶变换（就地复杂） 2D 快速傅里叶变换（就地真实） 二维快速傅里叶变换（异地复数） 2D 快速傅里叶变换（异地实数） 离散傅里叶变换

Accelerate 框架经常被忽视。

【讨论】：

按峰值功率计算频率的最佳方法是什么？

我帮不上忙。

好的，你知道我需要传递 AVAudioRecorder 的哪些参数来计算频率的 FFT 吗？

问题是几年前我只使用过一次这些例程，我的经验是几年前的，我必须根据数字食谱一书编写自己的。此外，虽然我在使用 FFT 时拥有丰富的音频经验，但它是在医学领域。

我明白了，无论如何谢谢:)