FFT 音频输入

Posted 2023-02-25

【中文标题】FFT 音频输入

【英文标题】：FFT audio input

【发布时间】：2014-06-23 15:09:25

【问题描述】：

我想对 AudioRecorder 录制并保存到 wav 文件的信号应用 FFT。我使用的 FFT 有一个 Complex[] 输入参数。我很困惑，从字节转换为复数除以 32768 和只在虚部加 0 并将实部作为字节进行转换有区别吗？

编辑：

public Complex[] convertToComplex(byte[] file)



    int size= file.length;
    double[]x=new double[size];
    Complex[]data= new Complex[size];
    for(int i=0;i<size;i++)
    
        x[i]=file[i]/32768.0;
        data[i]=new Complex(x[i],0);
        //  Log.d("tag", "indice"+i+":"+data[i]);
    
    return data;

【问题讨论】：

只是为了确认您的音频是 16 位 PCM 对吗？如果是这样，那么不幸的是你的转换是错误的，看看我是如何在我的代码中进行转换的。

是的，它是 16 位 PCM。我不明白你为什么使用short。

myAudiosamples 的长度是 1/2 myAudioBytes？

是的，myAudioSamples 的长度是 1/2 myAudioBytes。我使用“short”是因为它正好有 16 位，您也可以使用双精度（64 位）或浮点型（32 位），因为您的样本仍然适合在。

【参考方案1】：

如果您正在处理位深为 16 位的音频（每个样本有 16 位），那么每个字节将只有一半样本。您需要做的是将字节转换为 16 位样本，然后除以得到的数字乘以 32768（这是 2 的补码 16 位数字可以存储的最小数字的大小，即 2^15）以获得实际的音频样本，它是介于 -1 和 1 之间的数字。然后您将把这个数字转换为通过将其虚部设置为 0 来获得复数。

可以在下面看到一个小的 C# 示例（指示性代码）：

    byte[] myAudioBytes = readAudio();
    int numBytes = myAudioBytes.Length;

    var myAudioSamples = new List<short>();

    for( int i = 0; i < numBytes; i = i + 2)
    
      //Cast to 16 bit audio and then add sample
       short sample = (short) ((myAudioBytes[i] << 8 | myAudioBytes[i + 1]) / 32768 ); 
       myAudioSamples.Add(sample);
    

    //Change real audio to Complex audio

    var complexAudio = new Complex[myAudioSamples.Length];

    int i = 0;
    foreach(short sample in myAudioSamples)
       complexAudio[i++] = new Complex() Real = sample, Imaginary = 0 ;

   //Now you can proceed to getting the FFT of your Audio here

希望代码能够指导您如何处理音频。

【讨论】：

谢谢你们。我编辑了我的问题以添加我所做的转换。我希望它没有错。

【参考方案2】：

通用 FFT 函数，例如处理复杂输入和输出的数组。因此，对于输入，您可能需要创建一个复数数组，该数组符合 FFT 库所需的复杂数据结构。这可能由每个的实部和虚部组成。只需将虚部设置为 0。实部可能是一个带符号的浮点数，预计在 -1.0..1.0 之间，因此您在除以整数 PCM 样本的正确轨道上。但是，当您编写“转换 bytes”时，会引发危险信号。这些可能是有符号的、小端序的、16 位整数 PCM 样本，因此请务必在除以 32768 之前相应地转换它们（但这是 Java，因此无论如何都会对类型进行更严格的强制）。