c# - 麦克风 c# naudio 无法捕捉到 15k 的音调频率

Question

我用 NAudio 将一些声音录制到 float 组，在获得录制的音频后，我想将它从 float 组转换回 wav 以检查它。

我写了一个方法，但我不确定，因为:我尝试记录 5 秒的 15Khz 音调，并通过 fft 传递它以检查频谱以确保捕获到 15k。这些是我的步骤:

1. 我首先用 matlab 生成这个音调，然后用 Audacity 记录它是正确的音调。 Audacity 展示了一个很好的频谱，峰值为 15k，-30db。

2. 我尝试使用 Naudio 录制音调，然后将其从录制的 float 组转换回 wav，以便在 Audacity 中进行检查。不幸的是，它只显示一些高达 12k 的噪音，仅此而已(12k 时为 -80db)。

这是数据可用时的常规记录转换:

void myWaveIn_DataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e)
    {
        myMemoryStream.Write(e.Buffer, 0, e.BytesRecorded);//this is for playing the myMemoryStream
        for (int index = 0; index < e.BytesRecorded; index += 2)//Here I convert in a loop the stream into floating number samples
        {

            short sample = (short)((e.Buffer[index + 1] << 8) |
                                    e.Buffer[index + 0]);
            samples32.Add(sample / 32768f);//IEEE 32 floating number 
        }
    }

这是我转换回来的代码:

void floatBackToStream(float[] myfloatArray)
    {
        short[] myShort = new short [myfloatArray.Length];
        myMemoryStream2 = new MemoryStream();
        for (int i = 0; i < myfloatArray.Length; i++)
        {
            myShort[i] = (short)(myfloatArray[i] * 32768f);
            myMemoryStream2.WriteByte((byte)(myShort[i] & 255));
            myMemoryStream2.WriteByte((byte)(myShort[i] >> 8));
        }

        myMemoryStream2.Position = 0;
        myRaw2 = new RawSourceWaveStream(myMemoryStream2, new WaveFormat(44100,1));
        WaveFileWriter.CreateWaveFile("C:/Users/alon/Desktop/myRecordings/myCalibration.wav", myRaw2);

    }

Answer 1

好的，所以:我创建了一个带通滤波器，峰值为 15 kHz。峰值为 +80dB，因为您说在 12 kHz 时有 -80dB。如果我们想让滤波器很好地工作，它需要是一个高阶传递函数。所以方程式可能会变得很长，但它只是乘法和加法，因此 CPU 不会花费很长时间来执行。我假设您的采样率为 44.1 kHz。方程如下:

y[k]=a7*u[k-1]+a6*u[k-2]+a5*u[k-3]+a4*u[k-4]+a3*u[k-5]+a2*u[k-6]+a1*u[k-7]+a0*u[k-8] -b7*y[k-1]-b6*y[k-2]-b5*y[k-3]-b4*y[k-4]-b3*y[k-5]-b2*y[k-6]-b1*y[k-7]-b0*y[k-8];

其中 u 是测量信号，y 是一个包含 15 kHz 频率的新矢量。现在有两种估计系数的方法:

1. 脉冲 [rad/s] = 2*pi * 频率 [Hz]

这是正确的物理方程式。系数:

a7=207.5; 
a6=-578.1;
a5=546.6;
a4=-149.8;
a3=-49.39;
a2=22.21;
a1=1.349;
a0=0.006915;
b7=-0.945;
b6=0.3907;
b5=-0.09229;
b4=0.01363;
b3=-0.001288;
b2=0.00007605;
b1=-2.567*10^(-6);
b0=3.79*10^(-8);

1. 第二种方法是假设脉冲的单位是 [Hz]。别怪我，甚至有些IDE程序也采用了这种不恰当的做法。

对于这种情况，我们有以下系数:

a7=3.301;
a6=8.643;
a5=-51.47;
a4=59.35;
a3=-5.498;
a2=-23.56;
a1=8.625;
a0=0.6114;
b7=-5.693;
b6=14.18;
b5=-20.19;
b4=17.96;
b3=-10.22;
b2=3.638;
b1=-0.7397;
b0=0.0658;

只需尝试两者，看看您会得到什么。确保使用足够精度的数据类型，以确保我们不会乘以 0。