ios - FFT 和分贝标度

Question

如果我在 iPhone（即真实）数据上获取音频数据，请执行 FFT，然后获取幅度（Re^2 + Im^2）。

这些从 >0 到一些大数字不等，所以我确实10log(n)以 dB 为单位。

这使我的输出为负（对于 < 1 的输入）为正。

但是我看到的示例（以及在 Sonic Visualiser 中绘制频谱）在以 dB 为单位测量时总是具有正频谱。

那我错过了什么？！

更广泛地说，据我所知，分贝是一个比率，所以在这种情况下，当将 FFT 幅度转换为 dB 时，它们与什么比率？

Answer 1

简单的答案是，在大多数情况下，您可以将任意数字添加到 dB 值，以使这些值全部为正，或全部为负，或您喜欢的任何值。使用未经校准的麦克风，例如在 iPhone 上，无论如何这都是有意义的，因为您所知道的只是相对值。

对于更高级的技术方法，使用校准的麦克风，您可以使用 dB (SPL) 作为合理的标准来引用所有内容，但这很麻烦，而且无论如何在您的用例中没有意义。

理由：
移动任意数量的主要原因是日志没有报告测量单位。例如，即使您知道输入幅度为 0.1 帕斯卡，也完全可以说这是 100 毫帕斯卡，此时您将采用 100 而不是 0.1 的对数（因此对数值为 2 或 -1）。两者都是完全有效的，选择完全是任意的。与标准参考值（如 dB SPL）进行比较时，请注意它是以比率 log(P/P _ref ) 的形式完成的，从而消除了更改单位的影响。

Answer 2

由于 FFT 是线性算子，因此 FFT 的输出比例与输入到 FFT 的数据比例有关。iPhone 上 FFT 的输入比例取决于麦克风、音频滤波器的增益，可能还有 AGC 和 DAC 参考。由于后者都没有记录并且可能会有所不同（根据麦克风的位置、设备型号、可能取决于音频会话配置的输入增益等），除非您执行某种校准，否则您不会知道该比率一个已知的参考。