Java - 使用 FFT 查找音频信号的频率和幅度

Posted 2023-03-31

【中文标题】Java - 使用 FFT 查找音频信号的频率和幅度

【英文标题】：Java - Finding frequency and amplitude of audio signal using FFT

【发布时间】：2013-05-21 08:18:12

【问题描述】：

读完一个没有。这里的帖子本身我已经对录制的音频（.wav）文件应用了 FFT 算法，以将其从时域转换为频域。

结果我得到了一个包含一些值的数组

magnitude[i] = sqrt(re*re+im*im);

现在正如标题所说，我必须使用这个幅度数组找到信号的频率和幅度（复杂的声音，即语音），但我不知道如何使用这个数组进行进一步处理。FFT 的大小是 1024采样率为 48000Hz。 请帮我做进一步处理。

【参考方案1】：

如果您只是在寻找单个最大（正弦）分量，则扫描幅度数组直到找到最大值，然后将该值的索引转换为其对应的频率，即

mag_max = magnitude[0];
i_max = 0;
for (i = 1; i < N; ++i)

    if (magnitude[i] > mag_max)
    
        mag_max = magnitude[i];
        i_max = i;
    

您现在在mag_max 中获得了峰值的值，在i_max 中获得了它的索引。你可以像这样得到频率：

f_max = i_max * Fs / N;

其中Fs 是采样率（N 当然是 FFT 大小）。

当然，如果您正在寻找类似于复杂声音（例如声音或乐器）的音高，那么事情会变得很多更复杂。您可能想看一下谐波乘积谱算法和pitch detection algorithms。

【讨论】：

感谢 Paul 的快速帮助，是的，正如您所说，我正在尝试查找频率。和复杂声音的幅度。那么我应该如何使用这个幅度数组对其进行处理？

如果你想做pitch检测，那么你真的需要回到绘图板上。基于 FFT 的方法是可能的，但它并不简单（参见“谐波乘积谱”），并且有更好的方法。以Wikipedia page on pitch detection 为起点。

好的，保罗，我会浏览那个 wiki 页面。但是你有任何此类算法的 java 实现或可以为我服务的 java 库吗？

不 - 我不使用 Java。此外，由于音高检测非常复杂，因此您不太可能在不了解基本概念的情况下插入第三方库并使用它。

我已将此标记为正确答案，因为 Paul 已正确地将我指向音高检测算法。非常感谢保罗。我现在正在努力。