虚拟音频的频率/音调检测

虽然我在这个网站上处理音高检测的概念有很多问题......他们都处理这个神奇的FFT与我不熟悉。我正在尝试构建需要实施基音检测的Android应用程序。我完全不理解用于执行此操作的算法。虚拟音频的频率/音调检测

那不可能是那难道可以吗？毕竟，Android市场上有大约80亿个吉他调谐器应用程序。

有人可以帮忙吗？

2012-07-19 brainmurphy1

您需要对快速傅立叶变换有一些基本的了解才能实现您所要求的。如果你正在寻找一个Java FFT库，我无法想象它会很难找到一个。除非你想学习一些信号处理，否则我建议寻找一个吉他调音器库。如果没有基本的理解，FFT会很难实现。 – Tucker 2012-07-19 02:29:09

快速傅立叶变换将函数从时域变为频域。因此，代替f(t)其中f是您从麦克风获得的信号，而t是该信号的时间索引，您将获得g(θ)，其中g是FFT的f，而θ是频率。一旦你有g(θ)，你只需要找到哪个θ振幅最高，这意味着“最响亮”的频率。这将是你正在拾音的主要音调。至于实际实现的FFT，如果你谷歌“快速傅里叶变换示例代码”，你会得到一堆的例子。

来源

2012-07-19 02:24:50

此[示例]（http://stackoverflow.com/a/2065693/230513）可能对测试有用。 – trashgod 2012-07-19 02:28:45

我发现了一堆样本，都需要值的数组，我不知道如何获取或他们的意思。尽管我们正在那里。在正确的邮政编码中是[this]（http://introcs.cs.princeton.edu/java/97data/FFT.java.html）？ – brainmurphy1 2012-07-19 02:44:15

@ brainmurphy1该链接看起来是正确的。通过从麦克风读取输入来获取数组。我从来没有这样做过，但谷歌说你想[AudioRecord]（http://www.jarvana.com/jarvana/view/com/google/android/android/2.2.1/android-2.2.1-javadoc .jar！/android/media/AudioRecord.html）类，这里是一个例子：http://www.androiddevblog.net/android/android-audio-recording-part-2 – 2012-07-19 02:52:21

FFT并不是真正实现音高检测或音高跟踪的最佳方法。一个问题是最大的频率并不总是基频。另一个原因是，FFT本身需要相当大量的数据和处理才能获得调谐乐器所需的分辨率，因此它看起来响应速度很慢（即延迟）。还有一个问题是，FFT的结果必须直观地处理：你得到一个复数的数组，你必须知道如何解释它们。

如果你真的想使用FFT，这里是一个办法：

低通的信号。这将有助于防止噪音和高次谐波产生虚假结果。可以想象，你可以跳过这一步，而是将结果加权到FFT的较低值。对于一些基频较强的乐器，这可能不是必需的。
窗口您的信号。 Windows应该至少有4096个大小。越大越好，因为它给你更好的频率分辨率。如果你太大，最终会增加你的计算时间和延迟。 hann功能是您窗户的不错选择。 http://en.wikipedia.org/wiki/Hann_function
尽可能频繁地FFT窗口信号。即使重叠的窗户也很好。
FFT的结果是复数。使用sqrt（real^2 + imag^2）查找每个复数的大小。具有最大幅度的FFT阵列中的索引是具有峰值频率的索引。
您可能想要平均多个FFT以获得更一致的结果。

你如何计算指数的频率？那么，假设你有一个大小为N的窗口。在FFT之后，你将有N个复数。如果您的峰值是第n个，而您的采样率是44100，那么您的峰值频率将接近（44100/2）* n/N。为什么接近？那么你有（44100/2）* 1/N的错误。对于4096的档位大小，这大约为5.3 Hz - 在A440处很容易听到。您可以通过以下方式来改进：1.考虑阶段（我只描述了如何考虑量级），2。使用更大的窗口（这将增加等待时间和处理要求，因为FFT是N对数N算法），或者3.使用更好的算法，如YIN http://www.ircam.fr/pcm/cheveign/pss/2002_JASA_YIN.pdf

您可以跳过窗口步骤并将音频分成离散块无论您想分析多个样本。这相当于使用一个方形窗口，它可以工作，但是在结果中可能会得到更多噪音。

BTW：许多这些调谐器应用程序许可代码形式的第三方，如z平面和iZotope。

更新：如果你想要C源代码和完整的FFT方法教程，我已经written one。该代码编译并在Mac OS X上运行，并且应该可以轻松转换为其他平台。它的设计不是最好的，但它的设计很容易理解。

来源

2012-07-19 21:11:53

这看起来正是我所需要的，但它对我来说毫无用处，因为我不知道“低通”，“开窗”和“汉恩函数”是什么。（尽管链接，我仍然不明白它如何适用。）上述建议可能会帮助谁知道更多，但我问这个问题，因为我完全不知道他们。 – brainmurphy1 2012-07-20 00:26:49

窗口：http://en.wikipedia.org/wiki/Window_function – 2012-07-20 01:52:51

对于低传球我建议一个替代方案，但如果你不知道它是什么，你可以谷歌它，并提出另一个问题。这不是一个可以很容易地作为另一个问题的子回答覆盖的问题。 – 2012-07-20 01:54:20

虚拟音频的频率/音调检测

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