我可能会问错这个问题，让自己看起来很愚蠢，但这里是:

我正在尝试对 .wav 文件进行一些音频操作和处理。现在，我能够读取所有数据(包括 header )，但需要数据具有频率，为此我需要使用 FFT。

我在互联网上到处搜索并找到了一个，这个例子是从“C 中的数字食谱”一书中取出来的，但是，我修改了它以使用 vector 而不是数组。好的，问题来了:

我得到了(作为使用示例)一系列数字和采样率:

X = {50, 206, -100, -65, -50, -6, 100, -135}

采样率:8000 样本数:8

因此应该回答这个问题:

  0Hz     A=0       D=1.57079633
  1000Hz     A=50      D=1.57079633
  2000HZ     A=100     D=0
  3000HZ     A=100     D=0
  4000HZ     A=0       D=3.14159265

我重新编写的代码可以编译，但是，当尝试将这些数字输入方程(函数)时，我遇到了段错误。我的代码有问题吗，或者采样率太高了？ (当使用非常非常小的采样率时，该算法不会分段)。这是代码:

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <vector>
using namespace std;

#define SWAP(a,b) tempr=(a);(a)=(b);(b)=tempr;
#define pi 3.14159

void ComplexFFT(vector<float> &realData, vector<float> &actualData, unsigned long sample_num, unsigned int sample_rate, int sign)
{
    unsigned long n, mmax, m, j, istep, i;
    double wtemp,wr,wpr,wpi,wi,theta,tempr,tempi;

    // CHECK TO SEE IF VECTOR IS EMPTY;

    actualData.resize(2*sample_rate, 0);

    for(n=0; (n < sample_rate); n++)
    {
        if(n < sample_num)
        {
            actualData[2*n] = realData[n];
        }else{
            actualData[2*n] = 0;
            actualData[2*n+1] = 0;
        }
    }

    // Binary Inversion
    n = sample_rate << 1;
    j = 0;

    for(i=0; (i< n /2); i+=2)
    {
        if(j > i)
        {
            SWAP(actualData[j], actualData[i]);
            SWAP(actualData[j+1], actualData[i+1]);
            if((j/2)<(n/4))
            {
                SWAP(actualData[(n-(i+2))], actualData[(n-(j+2))]);
                SWAP(actualData[(n-(i+2))+1], actualData[(n-(j+2))+1]);
            }
        }
        m = n >> 1;
         while (m >= 2 && j >= m) {
          j -= m;
          m >>= 1;
         }
         j += m;
     }
     mmax=2;

     while(n > mmax) {

        istep = mmax << 1;
        theta = sign * (2*pi/mmax);
        wtemp = sin(0.5*theta);
        wpr = -2.0*wtemp*wtemp;
        wpi = sin(theta);
        wr = 1.0;
        wi = 0.0;

        for(m=1; (m < mmax); m+=2) {
            for(i=m; (i <= n); i += istep)
            {
                j = i*mmax;
                tempr = wr*actualData[j-1]-wi*actualData[j];
                tempi = wr*actualData[j]+wi*actualData[j-1];

                actualData[j-1] = actualData[i-1] - tempr;
                actualData[j] = actualData[i]-tempi;
                actualData[i-1] += tempr;
                actualData[i] += tempi;
            }
            wr = (wtemp=wr)*wpr-wi*wpi+wr;
            wi = wi*wpr+wtemp*wpi+wi;
        }
        mmax = istep;
    }

    // determine if the fundamental frequency
    int fundemental_frequency = 0;
    for(i=2; (i <= sample_rate); i+=2)
    {
        if((pow(actualData[i], 2)+pow(actualData[i+1], 2)) > pow(actualData[fundemental_frequency], 2)+pow(actualData[fundemental_frequency+1], 2)) {
            fundemental_frequency = i;
        }

    }
}
int main(int argc, char *argv[]) {

    vector<float> numbers;
    vector<float> realNumbers;

    numbers.push_back(50);
    numbers.push_back(206);
    numbers.push_back(-100);
    numbers.push_back(-65);
    numbers.push_back(-50);
    numbers.push_back(-6);
    numbers.push_back(100);
    numbers.push_back(-135);

    ComplexFFT(numbers, realNumbers, 8, 8000, 0);

    for(int i=0; (i < realNumbers.size()); i++)
    {
        cout << realNumbers[i] << "\n";
    }
}

另一件事，(我知道这听起来很愚蠢)但我真的不知道对 “int sign”通过 ComplexFFT 函数传递，这是我可能出错的地方。

有没有人对这个问题有任何建议或解决方案？

谢谢你:)

最佳答案

我认为问题出在您翻译算法的方式上有误。

• 您是要初始化 j至 1而不是 0 ?

• for(i = 0; (i < n/2); i += 2)应该是 for (i = 1; i < n; i += 2) .

• 你的 SWAP s大概应该是

  SWAP(actualData[j - 1], actualData[i - 1]);
  SWAP(actualData[j], actualData[i]);
  

• 以下是什么SWAP是为了？我认为不需要它们。

  if((j/2)<(n/4))
  {
      SWAP(actualData[(n-(i+2))], actualData[(n-(j+2))]);
      SWAP(actualData[(n-(i+2))+1], actualData[(n-(j+2))+1]);
  }
  

• j >= m在 while (m >= 2 && j >= m) 可能应该是j > m如果您打算进行位反转。

• 在实现 Danielson-Lanczos 部分的代码中，您确定 j = i*mmax;不应该是加法，即 j = i + mmax; ?

除此之外，您还可以做很多事情来简化代码。

使用您的 SWAP当你只能使用 std::swap 时，不应该使用宏。 ...我打算建议 std::swap_ranges ，但后来我意识到你只需要交换实部，因为你的数据都是实数(你的时间序列虚部都是 0 ):

std::swap(actualData[j - 1], actualData[i - 1]);

您可以使用 std::complex 简化整个过程，也是。

关于c++ - 音频处理 C++ - FFT，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/11851245/