谐波乘积谱的 MATLAB 代码

Posted 2023-02-25

【中文标题】谐波乘积谱的 MATLAB 代码

【英文标题】：MATLAB code for Harmonic Product Spectrum

【发布时间】：2013-11-04 10:10:35

【问题描述】：

谁能告诉我如何使用 MATLAB 实现谐波乘积谱，以在存在谐波的情况下找到音符的基频？我知道我应该对我的信号进行多次下采样（当然是在执行 fft 之后），然后将它们与原始信号相乘。

假设我的 fft 信号是“FFT1”

那么代码大概是这样的

hps1 = downsample(FFT1,2);
hps2 = downsample(FFT1,3);

hps = FFT1.*hps1.*hps2;

这段代码正确吗？？？我想知道我是否正确地进行了下采样，并且由于每个变量的长度不同，因此将它们相乘会导致矩阵维度错误。我真的需要一些真正的快速帮助，因为它对于项目工作...真的很绝望.... 提前谢谢....

【问题讨论】：

不清楚你在问什么。你应该更具体

嗯，我想在执行 STFT 后对我的音频信号进行谐波乘积频谱分析，以便在存在谐波时获得正确的基频。我不熟悉 HPS，所以我需要一些帮助来编写实现它的 MATLAB 代码......

【参考方案1】：

好的，你不能为每个下采样数据做"hps = FFT1.*hps1.*hps2;"，你有不同的大小吗...

我为您做了一个示例，如何使用 5 个谐波抽取（下采样）制作一个非常简单的谐波乘积频谱 (HPS)，我只是在正弦信号中进行测试，在我的测试中得到非常接近基频的频率。

这段代码只展示了如何计算算法的主要步骤，很可能你需要改进它！

来源：

%[x,fs] = wavread('ederwander_IN_250Hz.wav');

CorrectFactor = 0.986;
threshold = 0.2;

%F0 start test
f  = 250;
fs = 44100;

signal= 0.9*sin(2*pi*f/fs*(0:9999)); 
x=signal';

framed = x(1:4096);

windowed = framed .* hann(length(framed));

FFT = fft(windowed, 4096);

FFT = FFT(1 : size(FFT,1) / 2);

FFT = abs(FFT);

hps1 = downsample(FFT,1);
hps2 = downsample(FFT,2);
hps3 = downsample(FFT,3);
hps4 = downsample(FFT,4);
hps5 = downsample(FFT,5);

y = [];

for i=1:length(hps5)

      Product =   hps1(i)  * hps2(i) * hps3(i) * hps4(i) * hps5(i);
      y(i) = [Product];
end

[m,n]=findpeaks(y, 'SORTSTR', 'descend');

Maximum = n(1);

 %try fix octave error
if (y(n(1)) * 0.5) > (y(n(2))) %& ( ( m(2) / m(1) ) > threshold )

    Maximum  = n(length(n));

end

F0 =  ( (Maximum / 4096) * fs ) * CorrectFactor 

plot(y)

HPS 通常会产生一个错误，显示音高一个八度，我稍微更改一下代码，见上文 :-)

【讨论】：

非常感谢.. 不过我确实有疑问。我认为初始 FFT 数据被 2,3 等下采样。但是在您的代码中，您使用 hps3 = downsample(hps2,3); 对已经下采样的信号进行下采样。那里有点困惑...为什么使用“correctFactor” ?

看看这里link，你可以在这张图片中看到abs（FFT）下采样了/1，/2，/3，/N，是的，我刚刚在已经下采样的情况下测试了下采样，但你可以用 FFT 来做，correctFactor 只是为了增加正弦测试的结果

好的，谢谢..我会尝试两种方式，看看..顺便说一句，你到底是如何得出正确因子值的？？有数学程序可以遵循吗？如果我不使用正确的因子，算法是否仍然有效？？

您好，修改一下上面的代码，我只通过观察来测量正确因子，是的，这项工作没有正确因子，怎么说呢，我只在正弦曲线中进行了测试，我相信您需要改进一些事情，我昨天只是按照一些论文做的:-)

谢谢。但可悲的是，即使您进行了更正，它似乎对我不起作用:(