java - 在 WAV 文件上使用 jTransforms 库？

Question

我正在尝试使用 jTransforms 库对 WAV 文件进行频谱分析：官方网站

但是我在如何使用 jTransforms 将 WAV 文件转换为 FFT 可接受的输入时遇到问题，以及如何在 FFT 之后显示频谱？我搜索了谷歌，发现我需要以某种方式将 WAV 文件转换为double[]or Complex[]，然后我应该如何解释输出？

抱歉，我对 FFT 很陌生，所以这个问题听起来可能非常愚蠢。非常感谢！

Answer 1

我不知道你的图书馆，但我猜他们有关于如何应用转换的大量文档。

关于解释，如果您使用复数变换，您可以将实部解释为相应频率箱的能量，将虚部解释为正弦曲线的相位。功率谱密度 (PSD) 可以通过下式计算

real(fftData)*conj(fftData) 

这等于

abs(fftData^2)

（所以将实部乘以它们的复共轭）。

您可能需要考虑的一件事是重新调整 fft 输出。一些算法与 fftSize 成比例地缩放输出。所以你必须将输出乘以 1/fftSize。

最后一件事，如果你不知道，你只需要取 fft 输出的一半，因为频谱是对称的。中间的 bin (fftSize/2) 通常是镜像的基频，等于 fftData[0]。这标志着奈奎斯特频率，这是您可以使用给定 fftSize 分析的最高频率。因此，如果您想显示高达 22kHz 的频率，请确保您的 fftSize 至少为 44k。

FFT 有很多陷阱，因此请务必阅读某些部分并了解您在其中所做的事情。如果您只是想使用数学本身，它并不那么重要，因此您可以跳过它们。

编辑：还有更多。如果您不将整个 wav 文件作为输入提供，请考虑使用锥形窗口（高斯、汉明、汉宁...）对输入数据进行加权，以避免讨厌的边缘效应。否则，您将在 fft 输出中获得人工高频，而原始高频根本不存在。