带有 NAudio 和 WPFSoundVisualizationLib 的频谱分析仪
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【中文标题】带有 NAudio 和 WPFSoundVisualizationLib 的频谱分析仪【英文标题】：Spectrum Analyzer with NAudio & WPFSoundVisualizationLib 【发布时间】：2012-11-15 13:47:27 【问题描述】：我正在开发 C#4.0/WPF 实时频谱分析仪（作为另一个项目的基础）。我使用 NAudio 最新版本在声卡上获取实时音频输出，并使用 WPFSoundVisualizationLib (http://wpfsvl.codeplex.com/) 获取 Spectrum Analyzer WPF Control。有了这个神奇的工具，工作几乎完成了，但它不能正常工作:-(
我有一个功能性的 Spectrum，但信息不是权利，我不明白问题出在哪里......（我已经将我的 Spectrum 与 Equalify 进行了比较，这是 Spotify 的 Spectrum/均衡器，但我没有具有相同的行为）
这是我的主要课程：
using System;
using System.Windows;
using WPFSoundVisualizationLib;
namespace MySpectrumAnalyser
public partial class MainWindow : Window
private RealTimePlayback _playback;
private bool _record;
public MainWindow()
InitializeComponent();
this.Topmost = true;
this.Closing += MainWindow_Closing;
this.spectrum.FFTComplexity = FFTDataSize.FFT2048;
this.spectrum.RefreshInterval = 60;
private void MainWindow_Closing(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e)
if (this._record)
this._playback.Stop();
private void Button_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
if (this._playback == null)
this._playback = new RealTimePlayback();
this.spectrum.RegisterSoundPlayer(this._playback);
if (!this._record)
this._playback.Start();
this.Dispatcher.Invoke(new Action(delegate
this.btnRecord.Content = "Stop";
));
else
this._playback.Stop();
this.Dispatcher.Invoke(new Action(delegate
this.btnRecord.Content = "Start";
));
this._record = !this._record;
还有我的环回分析器（它实现了 ISpectrumPlayer 以便与 WPFSoundVisualizationLib Spectrum 控件一起使用）。
LoopbackCapture 继承 NAudio.CoreAudioApi.WasapiCapture。
从 Wasapi 接收的数据是一个字节数组（32 位 PCM，44.1kHz，2 通道，每个样本 32 位）
using NAudio.Dsp;
using NAudio.Wave;
using System;
using WPFSoundVisualizationLib;
namespace MySpectrumAnalyser
public class RealTimePlayback : ISpectrumPlayer
private LoopbackCapture _capture;
private object _lock;
private int _fftPos;
private int _fftLength;
private Complex[] _fftBuffer;
private float[] _lastFftBuffer;
private bool _fftBufferAvailable;
private int _m;
public RealTimePlayback()
this._lock = new object();
this._capture = new LoopbackCapture();
this._capture.DataAvailable += this.DataAvailable;
this._m = (int)Math.Log(this._fftLength, 2.0);
this._fftLength = 2048; // 44.1kHz.
this._fftBuffer = new Complex[this._fftLength];
this._lastFftBuffer = new float[this._fftLength];
public WaveFormat Format
get
return this._capture.WaveFormat;
private float[] ConvertByteToFloat(byte[] array, int length)
int samplesNeeded = length / 4;
float[] floatArr = new float[samplesNeeded];
for (int i = 0; i < samplesNeeded; i++)
floatArr[i] = BitConverter.ToSingle(array, i * 4);
return floatArr;
private void DataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e)
// Convert byte[] to float[].
float[] data = ConvertByteToFloat(e.Buffer, e.BytesRecorded);
// For all data. Skip right channel on stereo (i += this.Format.Channels).
for (int i = 0; i < data.Length; i += this.Format.Channels)
this._fftBuffer[_fftPos].X = (float)(data[i] * FastFourierTransform.HannWindow(_fftPos, _fftLength));
this._fftBuffer[_fftPos].Y = 0;
this._fftPos++;
if (this._fftPos >= this._fftLength)
this._fftPos = 0;
// NAudio FFT implementation.
FastFourierTransform.FFT(true, this._m, this._fftBuffer);
// Copy to buffer.
lock (this._lock)
for (int c = 0; c < this._fftLength; c++)
this._lastFftBuffer[c] = this._fftBuffer[c].X;
this._fftBufferAvailable = true;
public void Start()
this._capture.StartRecording();
public void Stop()
this._capture.StopRecording();
public bool GetFFTData(float[] fftDataBuffer)
lock (this._lock)
// Use last available buffer.
if (this._fftBufferAvailable)
this._lastFftBuffer.CopyTo(fftDataBuffer, 0);
this._fftBufferAvailable = false;
return true;
else
return false;
public int GetFFTFrequencyIndex(int frequency)
int index = (int)(frequency / (this.Format.SampleRate / this._fftLength / this.Format.Channels));
return index;
public bool IsPlaying
get return true;
public event System.ComponentModel.PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;
GetFFTData 由 WPF 控件每 60 毫秒调用一次以更新 Spectrum。
【问题讨论】：
什么不起作用？有任何错误信息吗？如果是这样，它们发生在哪个位置和位置？您需要更详细地描述错误。 你真的需要说出你期望得到的和你实际得到的，否则没人能帮忙。 在转换成float之前你知道数据是什么类型吗？如果不是float，不知道你的转换功能能不能用。
我没有任何错误，正如我所说，“我有一个功能频谱，但信息不是权利”。我将我的 Spectrum 与 Equalify（Spotify 的 Spectrum/均衡器）进行比较，但我没有相同的行为。
Oups，Enter 立即发送评论...我在 DataAvailable 方法中收到一个字节数组，并使用 ConvertByteToFloat 方法将其转换为 float[]。字节数组表示在 Wasapi 中读取的最后一个缓冲区（我认为是 PCM 16bits / 44.1KHhz）
【参考方案1】：
我回答这个问题可能有点晚了，但我们到了。
你快到了。您只需要提供 FFT 返回的复数的幅度，而不是 X 值。
所以在 for 循环中，而不是这个：
this._lastFftBuffer[c] = this._fftBuffer[c].X;
这样做：
float amplitude = (float)Math.Sqrt(this._fftBuffer[c].X * this._fftBuffer[c].X + this._fftBuffer[c].Y * this._fftBuffer[c].Y);
this._lastFftBuffer[c] = amplitude;
干杯！
【讨论】：
【参考方案2】：我有一个使用another question 代码的有效频谱分析仪。这是一个非常粗糙的版本，但您只需稍加修改即可使用它。
我不知道您的代码实际上有什么问题，但至少提供的代码对我有用。如果您在使用时仍然有不正确的光谱，则问题出在其他地方。
【讨论】：
【参考方案3】：你的输入波格式肯定是 IEEE 浮点数吗？如果是 32 位 int 呢？
我猜这是 IEEE 浮点数...MSDN Here 中没有解释
我尝试将我的字节数组转换为 Int32 数组（以浮点数形式），但结果最差：
private float[] ConvertByteToFloat(byte[] array, int length)
int samplesNeeded = length / 4;
float[] floatArr = new float[samplesNeeded];
for (int i = 0; i < samplesNeeded; i++)
floatArr[i] = (float)BitConverter.ToInt32(array, i * 4);
return floatArr;
【讨论】：
以上是关于带有 NAudio 和 WPFSoundVisualizationLib 的频谱分析仪的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
带有效果的 Windows 8.1 应用音频（NAudio 或 SharpDX）