c - 保存在文件中的双样本的 FFTW

Question

我正在尝试使用 FFTW 库计算 53k 双样本的 FFT，并在此基础上猜测信号的基频是多少。样本由sndfile库在wav输入文件的基础上生成(程序加载wav文件，生成double数据的样本并保存到文本文件)。每个样本的数量级范围从 -0.0009 到 +0.0009。使用下面介绍的函数计算 FFT 后，我收到 in[0][0] = -2.142。这是一种不正确的数据检索方法，或者输入文件不正确。我究竟做错了什么？传递给 FFTW 函数的数据是错误的，文件中存储的数据不正确还是我编写的函数不正确？缓冲区是一个包含样本的 float 组。

static fftw_complex* calculateFourier(float* buffer, const unsigned int bufferLen)
{

    unsigned int i;
    //const unsigned short windowSize = 1024;
    fftw_plan result;
    fftw_complex *out, *in;

    in = (fftw_complex*) fftw_malloc(sizeof(fftw_complex) * bufferLen);
    out = (fftw_complex*) fftw_malloc( sizeof(fftw_complex) * bufferLen);

    double* doubleBuffer = castToDouble(buffer, bufferLen);

    for(i = 0; i < bufferLen; i++)
    {
        in[i][0] = doubleBuffer[i];
        in[i][1] = 0.000000000000;
    }

    result = fftw_plan_dft_1d(bufferLen, in, out, FFTW_FORWARD, FFTW_ESTIMATE);
    //result = fftw_plan_dft_r2c_1d(fileSize, castToDouble(buffer, bufferLen), out, FFTW_MEASURE);

    fftw_execute(result);

    fftw_destroy_plan(result);

    return out;
}
static double* castToDouble(float* buffer, const unsigned int bufferLen)
{
    unsigned int i;
    double* doubleBuffer = (double*)malloc( sizeof(double) * bufferLen); 

    for(i = 0; i < bufferLen; i++)
        doubleBuffer[i] = (double)buffer[i];

    return doubleBuffer;

}

Answer 1

我认为问题在于您没有应用 window function到你的原始数据。因此，傅里叶变换具有与样本缓冲区长度相对应的强频率分量。

尝试通过替换此行来应用汉宁窗:

in[i][0] = doubleBuffer[i];

用这个:

in[i][0] = doubleBuffer[i] * 0.5 * (1.0 - cos(2.0 * M_PI * i / (bufferLen - 1)));

(当然这个window function如果需要重复使用是可以缓存的)