OS X環境中的音頻文件FFT

Question

我想在OS X上對線性PCM音頻文件（可能有多個音頻通道）執行FFT。最好的方法是什么？

一些消息來源表明，Apple的Accelerate Framework正是我所需要的。 如果是這樣，我應該如何提取並正確准備浮點數據以用於那些FFT函數？

Answer 1

這大致是你想要做的。 填寫您自己的輸入和輸出功能。

    // Stick new data into inData, a (float*) array
    fetchFreshData(inData); 

    // (You might want to window the signal here... )
    doSomeWindowing(inData);

    // Convert the data into a DSPSplitComplex 
    // Pardon the C++ here. Also, you should pre-allocate this, and NOT
    // make a fresh one each time you do an FFT. 
    mComplexData = new DSPSplitComplex;
    float *realpart = (float *)calloc(mNumFrequencies, sizeof(float));
    float *imagpart = (float *)calloc(mNumFrequencies, sizeof(float));
    mComplexData->realp = realpart;
    mComplexData->imagp = imagpart;

    vDSP_ctoz((DSPComplex *)inData, 2, mComplexData, 1, mNumFrequencies);

    // Calculate the FFT
    // ( I'm assuming here you've already called vDSP_create_fftsetup() )
    vDSP_fft_zrip(mFFTSetup, mComplexData, 1, log2f(mNumFrequencies), FFT_FORWARD);

    // Don't need that frequency
    mComplexData->imagp[0] = 0.0;

    // Scale the data
    float scale = (float) 1.0 / (2 * (float)mSignalLength);
    vDSP_vsmul(mComplexData->realp, 1, &scale, mComplexData->realp, 1, mNumFrequencies);
    vDSP_vsmul(mComplexData->imagp, 1, &scale, mComplexData->imagp, 1, mNumFrequencies);

    // Convert the complex data into something usable
    // spectrumData is also a (float*) of size mNumFrequencies
    vDSP_zvabs(mComplexData, 1, spectrumData, 1, mNumFrequencies);

    // All done!
    doSomethingWithYourSpectrumData(spectrumData);

希望有所幫助。

Answer 2

對音頻數據進行FFT時，樣本應進入實部，虛部應為零。

大多數FFT庫，包括Apple的vDSP，都包含一種稱為“實數FFT”的方法，其中輸入是實數（沒有虛數組件），輸出很復雜。

Answer 3

在我看來，你應該研究Core Audio ...我對它不是很熟悉，但它看起來應該已經為你進行了頻道解交織，並且它直接與PCM數據一起工作。 由於我的熟悉程度低，所以考慮到這一點，但我嘗試將FFT放入音頻單元，將單個PCM數據通道作為輸入，將FFT的結果存儲在可訪問的位置，然后傳遞輸入直到輸出。

就實際執行FFT而言，對我而言，主要的挑戰似乎是將PCM輸入強制轉換為FFT例程想要操作的雙*向量。 通過vDSP.h（加速框架的一部分），我看到像vDSP_vflt16D這樣的函數（將16位整數的向量轉換為雙精度實數的向量），看起來它可以解決你的問題。

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