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我可能会错误地问这个问题，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，我可以读取所有数据（包括标题），但需要数据频率，为此我需要使用 FFT。

我在网上到处搜索，找到了一个，示例是从“C 中的数字食谱”一书中取出的，但是，我将其修改为使用向量而不是数组。好的，这就是问题所在：

我已经得到（作为一个例子使用）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到方程（函数）中时，我得到一个分段错误。我的代码有问题，还是采样率太高？（当使用小得多的采样率时，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）但我真的不知道通过 ComplexFFT 函数传递的“int 符号”的预期是什么，这就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 ：）

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3 回答 3

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我认为问题在于您如何翻译算法的错误。

  • 您的意思是初始化j为1而不是0？

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

  • 你SWAP的 s 应该是

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

  • 下面SWAP的 s 是干什么用的？我不认为他们是必要的。

    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]);
}

  • 如果您打算进行位反转，则inj >= m可能应该while (m >= 2 && j >= m)是。j > m

  • 在实现 Danielson-Lanczos 部分的代码中，您确定j = i*mmax;不应该是一个附加项，即j = i + mmax;？

除此之外，您还可以做很多事情来简化代码。

SWAP当您可以使用时不鼓励使用您的宏std::swap... 我本来打算建议std::swap_ranges，但后来我意识到您只需要交换实部，因为您的数据都是实数（您的时间序列虚部都是0）：

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

您也可以使用 来简化整个事情std::complex。

于 2012-08-07T18:30:43.193 回答
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我认为它取决于您的矢量的重新调整大小。

一种可能性：也许重新调整大小会在我认为将它们移回堆之前在堆栈上创建临时对象。

于 2012-08-07T17:57:54.510 回答
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C 中的数值配方中的 FFT使用Cooley-Tukey 算法，因此在最后回答您的问题时，int sign传递的允许使用相同的例程来计算正向 ( sign=-1) 和逆 ( sign=1) FFT。这似乎与sign您定义theta = sign * (2*pi/mmax).

于 2012-08-07T18:29:28.590 回答