如何来做声音波形的频谱分析

[ww51xh]

我现在正在做一个小东东：
　　要检测声卡是否发出“嘟”这个声音，我有们这个声音的波形（比如440HZ,持续0.1s），而且也已经得到了声卡出来的数据。现在的问题是：如果对捕捉到的声卡数据进行分析？？
　　在网上翻了一下，好像是要对得到的声卡数据进行FFT，得到声音波形的频谱。但我不知道这个到底该怎么来实现，还请各位DX指点指点。

对这个问题，现存在下面两个疑问：

问题1：如何对现有数据进行FFT变换，得到相应的频谱数据
问题2：如何对得到的频谱数据进行分析，检测其是否匹配（是否为440HZ，持续0.1s

[ww51xh]

TO：Zhymax(蓝点)
那第二个问题又如何来解决呢！！
如何进行匹配

[qrlvls]

呵呵，从你的问题来看，你要解决这个问题关键还在于基础知识
不论你是通过何种方法进行分析都需要针对数据的某个特征，即使是频谱特征你也需要明确你自己的目标，你有一个样本，你取出来的特征和样本特征要如何比较或运算才能达到匹配，这是从代码中找不出来的，建议多用 google

[ww51xh]

对FFT不大明白
根据网上的算法，经过FFT后得到两组数据Real[]、Img[].
这两组数据都表示着什么呢
在我的匹配中，只要能取到在440HZ频率下持续0.1s的声音波形，这又该如何做呢？？
用得到的两组数据，如何来画出一个频谱图呢？？

请指教....

[bbbleo]

其实第二个问题是比较简单的信号检测匹配问题.
以http://www.codeproject.com/audio/waveInFFT.asp的FFT算法说明：

参数说明：
FFT_LEN FFT的长度 这里假定为512点
p_nSamples(Hz/s) 声卡采样速率 这里假定为11025Hz/s
FFT频域分辨率(Hz/点): Freq=p_nSamples/FFT_LEN
FFT时域分辨率(s):Timeq=FFT_LEN/p_nSamples;表示一次FFT所代表的时间长度

从这里看出FFT的时域和频域分辨率成反比，也就是说如果要得到较好的频域分辨效果就要增大
FFT点数，但会导致时域分辨率下降，反之亦然。

原理说明：
FFT算法是将信号从时域变化到频域的一种算法
输出值分为虚部foutimg和实部fout，
foutimg和fout的平方和代表一个频率的功率

某一频率出是否有信号的判断：
该例中，频域分辨率为(11025/512)Hz=21.5Hz;
FFT频域分辨率也就代表了FFT输出的相邻一对虚部和实部值表示的频率间的差值
第i对FFT输出值所代表的频率：Fre[i]=(p_nSamples/FFT_LEN)*i;//i=0...FFT_LEN/2-1；
440Hz所在的点为：440/Freq=440/21.5=20.4，也就是说第20和21点处的值就代表了440Hz，
所以只需将第20和21点处的功率值与其他点的功率值相比就可以判断当前在440Hz处是否有信号。

持续时间的判断：
时域分辨率Timeq=512/11025=0.046s=46ms
例：若判断持续时间为0.1s，那么只需判断0.1/0.046=2次就可以了

注意：以上算法仅适用于简单的频谱估计，如果要求比较精确，那么可以采用短时FFT算法或者时域滤波法会更精确
不过时域滤波算法设计数字滤波器和相关匹配等专业知识，这里就不多说了，有兴趣的可以和我联系。

int frec=0;
DWORD nCount = 0;
for (DWORD dw = 0; dw < FFT_LEN; dw++)
{
{
//将声卡数据拷贝到FFT算法缓冲区
finleft[nCount++] = (double)((short*)pwh->lpData)[dw++];
}
}
//左声道的512点FFT
fft_double(FFT_LEN/2,0,finleft,NULL,fout,foutimg);
//输出值分为虚部foutimg和实部fout，
float re,im;
float power0=0,power;
int fremax;

//检测16到25点(244Hz----537Hz)处的最大频率点
for(int i=16;i < 25;i++)
{
re = fout[i];//实部
im = foutimg[i];//虚部
//get frequency intensity and scale to 0..256 range
power=GetFrequencyIntensity(re,im);
if(power>power0) fremax=i;
}
//判断440Hz处是否有信号
if(fremax==20 || fremax==21) frec++;
if(frec>=2)
{
//持续时间>=0.1s
............
}

[bbbleo]

补充一点：
在检测时，不要把检测范围设的太大，否则容易误判，具体设置要在实际测试中设置

//检测16到25点(244Hz----537Hz)处的最大频率点
for(int i=16;i < 25;i++)
{
re = fout[i];//实部
im = foutimg[i];//虚部
//get frequency intensity and scale to 0..256 range
power=GetFrequencyIntensity(re,im);
if(power>power0) fremax=i;
}

[ww51xh]

TO: bbbleo()
能给我发一份相关的材料吗？？谢谢
[e-mail]

[ww51xh]

TO: bbbleo()
画出来的频谱好像不对！！
for (DWORD i=0; i<FFT_LEN/2;i++)
{
LineTo(i, GetFrequencyIntensity(re, im);
}

当我用一个恒定频率的声音时，其产生的频谱并不能在这一频率上固定，而是在周围不停地跳跃的。

[insunshine]

up

[Zhymax]

http://www.codeproject.com/audio/waveInFFT.asp

[ww51xh]

怎么我做完FFT后，得到的频率的值猣峰值达到了3万多，这符合吗？？
而且当产生一固定频率的声音的时候，频谱图并不稳定，