Как узнать частоту звука?

народ,подскажите кто знает.обработкой сигнала нигода не занимался,поэтому если что-то говорю не правильно хочу программно определить к какой ноте принадлежит звук. Имею частоту дискретизации 8кГц и глубину 16 бит. значения этой выборки заносятся в массив.
1)Что представляют из себя эти значения?
если я правильно понял то каждый элемент массива это значение частоты в момент времени?
2)что нужно сделать с этим массивом чтобы узнать ноту?

0

Сообщение от Dimmak Вместо "наложения" гармоник друг на друга нужно высчитать соотношение между ними(Т.е делить на предыдущую гармонику ). В результате получим приблизительно 1/2, 1/3, 1/4

Все это прекрасно для чистой ноты
а если звучат вместе две, три?

можно попробовать взять самую низкую частоту, это должна быть основная
потом следующую если кратна низкой то это её гармоника если нет это другая нота
но тут тоже возможны коллизии если взять одни и те же ноты но из разных октав, то покажет что это одна нота

0

Сообщение от Rem_ Хм. То есть предлагаешь сначала искать все громкие частоты?

Можно задать порог 0.25 - 0.4 при максимуме 1.0, а затем
while Mg[i-1]< Mg[i] ; i+= 1 ; max= Mg[i] и т.д. ( Mg - Magnitude )
А в чем проблема то?

Добавлено через 5 минут

Сообщение от ValeryS Все это прекрасно для чистой ноты а если звучат вместе две, три?

Это виртуозное басс-соло интервалами в стиле фанки?

0

Сама программа тут https://cloud.mail.ru/public/e... ndAnalyzer
Если мобилу поднести вплотную к микрофону, магнитуда будет около 800. Можно к примеру искать всё что громче 50. (при изменении количества семплов захвата эти величины изменяются)
На гитаре при начальном обучении играют по две ноты.
Еще есть вопрос по поводу одной ноты. Ведь человек может играть одну ноту несколько раз подряд, и программа должна будет слышать эти разные ноты, определять моменты их извлечения.

0

Сообщение от Rem_ Если мобилу поднести вплотную к микрофону, магнитуда будет около 800. Можно к примеру искать всё что громче 50. (при изменении количества семплов захвата эти величины изменяются)

Зачем? Если 800 это 100% тогда 0,25 - это 200. Вам нужны только первые 5-7 гармоник следовательно 200 достаточный начальный порог( вероятно ).

Сообщение от Rem_ На гитаре при начальном обучении играют по две ноты.

Мое сообщение касалось определения одной басовой ноты, не интервалов.

Сообщение от Rem_ Еще есть вопрос по поводу одной ноты. Ведь человек может играть одну ноту несколько раз подряд, и программа должна будет слышать эти разные ноты, определять моменты их извлечения.

1) Если дернуть струну и через секунду еще раз, то препад громкости будет довольно значительным в сторону увеличения. Иначе громкость будет плавно угасать.
2) Программа "начинает" работать при условии, что громкость сигнала выше определенного порога.

Какое количество сэмплов используется для анализа?

0

На данный момент 4096. Если возможно определять ноту с меньшего количества (2048, 1024) то я буду очень рад.

Добавлено через 5 часов 43 минуты
Ситуация меняется. Обнаружил, что стояло загрубление микрофона. Исправил.
При диком клипировании (когда телефон в плотную орёт и от волн остаются прямоуголники) значение около 1000.
При звуке на пороге клипирования значение 700.
При мычании сидя у компа значения около 100.

0

Сделал визуализатор. Попробовал захватить 2048 семплов. Звук [a]. На спектре видно кучу гармоник. Вот по ним нужно найти основную. Как? Вот в чём вопрос.

0

Через расстояние сделал, так нагляднее. Линии на уровнях 25 и 50. Частота 220. Расстояние 50см. до микрофона, буква А. Видно, что самая громкая третья гармоника, по тише вторая, еще тише пятая, и только сейчас ещё тише основная нота.
Кстати, есть мысль для точности анализатора искать вершину не у громкой частоты, а у самой правой. Там дельта между частотами спектра не изменяется, а расстояния между частотами соседних нот увеличивается, что приводит к уменьшению относительной погрешности.

0

Сообщение от Dimmak ...И для баса тоже. Вместо "наложения" гармоник друг на друга нужно высчитать соотношение между ними(Т.е делить на предыдущую гармонику ). В результате получим приблизительно 1/2, 1/3, 1/4 и тд. Очень часто октавная гармоника громче тоники, а 3я гармоника может быть тише 4ой и тд, но соотношение между ними всегда укажет на тонику. Анализ самых громких 5-7 значений Magnitude дает практически безошибочный результат.

Не совсем понимаю термины "октавная гармоника" "тоники". Можете более подробно объяснить алгоритм в терминах частот и их соотношения. Насколько я понимаю в моем случае основная проблема это то, что возникают негармонические обертоны. То есть частоты, не кратные фундаментальной, которые при этом имеют свои гармонии. Именно поэтому HPS дает много пиков. Что то похожее на то что написали вы я обнаружил, декомпильнув одно из приложений из GooglePlay, которое сносно определяет ноты.
Алгоритм выглядит так:
То есть от каждого значения магнитуды частоты отнимаются сумма значений магнитуды предпологаемой гармоники и двух соседних, зачем-то умноженно на 3. Предполагаемые гармоники находятся с индексами k /2, k/3 .. k / 10. Все что получится меньше нуля -- зануляется. Потом просто ищется максимум среди сумм магнитут в окрестности нужных частот(там нужно искать, в зависимости от настроек инструмента к примеру для нот в промежутке C4 - C6, а не для всех). Странно но это работает лучше чем HPS, хотя здесь фактически умножение заменили на вычитание.
2REM_ насчет низких частот, я склоняюсь к тому, что стоит попробовать вейвлетное преобразование вместо FFT, хотя нигде в прогах, залитых на GooglePlay этого не было, там везде обычный FFT c low-pass hight-pass фильтрами и кучей каких то самодельных костылей, которые работают, но понять что там за алгоритм не представляется возможным. Как минимум IFFT никто не использует, значит Cepstrum отпадает, видел автокорреляцию, но там кроме нее еще фильтры, и куча кода, пока что не особо понятного.
Пока что остается фактом что чистый HPS, Cepstrum, Autocorrelation(кстати она довольно быстро считается с помощь IFFT даже по всему кну) - не работают должным образом.

0

Сообщение от Rem_ На данный момент 4096. Если возможно определять ноту с меньшего количества (2048, 1024) то я буду очень рад.

Какая частота дискретизации( 11025 )?

Сообщение от Rem_ Ситуация меняется. Обнаружил, что стояло загрубление микрофона. Исправил. При диком клипировании (когда телефон в плотную орёт и от волн остаются прямоуголники) значение около 1000. При звуке на пороге клипирования значение 700. При мычании сидя у компа значения около 100.

Rem ты в курсе что такое нормализация?

Добавлено через 12 минут

Сообщение от Rem_ Сделал визуализатор. Попробовал захватить 2048 семплов. Звук [a]. На спектре видно кучу гармоник. Вот по ним нужно найти основную. Как? Вот в чём вопрос.

Можно мне файлик с информацией как на графике?

Добавлено через 8 минут

Сообщение от bobrokrol Не совсем понимаю термины "октавная гармоника" "тоники". Можете более подробно объяснить алгоритм в терминах частот и их соотношения. Насколько я понимаю в моем случае основная проблема это то, что возникают негармонические обертоны.

тоника - основной тон( к примеру 220Hz ) Октавная гармоника - 440Hz( 1/2 к тонике ).
bobrokrol, звуковой сэмпл в студию! Щас посмотрим откуда берутся негармонические обертона...

0

Визуализатор звука - https://cloud.mail.ru/public/8... Visualiser
Видно все графики и все частоты в спектре. Выделяется самая громкая.

0

Rem
Можешь выложить звуковой файл( sound wave ) который анализируешь???

0

Ты тему читаешь? Нет файла. Включи у себя на ноуте микрофон и скажи букву а, получишь звуковую волну 2048 семплов.

0

Сообщение от Rem_ Ты тему читаешь? Нет файла. Включи у себя на ноуте микрофон и скажи букву а, получишь звуковую волну 2048 семплов.

Я сейчас опишу "цель", если ошибусь - исправь пожалуйста.
Нужно определить основной тон инструмента( гитары или баса ). Звучит одна нота.
sr= 44100. Размер окна - 2048.
И почему именно такой размер окна можешь объяснить?

0

При таком окне будет анализироваться около 20 раз в секунду. 2048 семплов для быстроты, не с особой точностью. Музыкальные игры, которые будут слушать звук и реагировать на него.

0

Сообщение от Rem_ При таком окне будет анализироваться около 20 раз в секунду. 2048 семплов для быстроты, не с особой точностью. Музыкальные игры, которые будут слушать звук и реагировать на него.

Тогда это уже распознование речи. Я в этой теме не смыслю.
А вот по-поводу инструментов( гитары-баса ), есть нюанс: когда только начинает звучать нота - выстота основного тона может быть выше в пределах тона-полтора на протяжении 1/4 -1/3 секунды, в зависимости от "силы" извлечения. Что скажешь по этому поводу?

0

Весь код визуализатора тут - https://github.com/Remeslennik/SoundVisualiser
Консольный вариант там рядом.

2

Клас! Аппроксимация( уточнение ) пиков выполняется какой функцией?

0

Поиск вершины параболы по трём точкам VerPar() строка 600

0

Сообщение от Rem_ Поиск вершины параболы по трём точкам VerPar() строка 600

http://www.dspguru.com/dsp/how... e-fft-peak
Самостоятельно я не сравнивал методы, но возможно некоторые из них дадут более точный результат, что может быть актуально при окнах меньшего размера.

0

Где-то вычитал, что лепестки имеют форму параболы, потому и делаю.

0