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 lavan если я правильно понял то каждый элемент массива это значение частоты в момент времени?

Нет. Частота вообще не может быть в момент времени, а только за интервал. Каждый же элемент кодирует мгновенное значение звукового давления, то есть ординату точки графика волновой функции. Частота - это сколько раз временной интервал волновая функция имеет локальные максимумы, или локальные минимумы.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от lavan 2)что нужно сделать с этим массивом чтобы узнать ноту?

Каждой ноте соответствует некоторая частота основного тона и наоборот. Основной тон в музыке - это наименьшая из частот конкретного звука, на которую могут быть наложены гармоники более высоких частот. В радиосвязи, наоборот, низкие частоты модулирующего сигнала накладываются на высокую несущую частоту.

0

Сообщение от taras atavin это наименьшая из частот конкретного звука, на которую могут быть наложены гармоники более высоких частот

Вот я и пытаюсь придумал алгоритм такого поиска. Беда в том, что на басовых нотах хорошо слышны только гармоники. И какой уровень принять за основной? Всё что громче определенного уровня в спектре, подлежит анализу на поиск частоты. Так?

0

Разве законченный Фурье даёт ни все частоты? Или проблема в том, что там ещё шум мешается?

0

Даёт все, но основная нота это не максимальное значение в массиве.

0

taras atavin, вы пролистайте тему с начала, мы по кругу пошли заново.

0

Опять я. Задача изменилась.
Определить, есть ли в звуке (4096 семплов) открытая гитарная струна? Есть ли там одна из данных частот?
6 струна=82.41 Гц; 5=110 ; 4=147.82 ; 3=196 ; 2=246.94 ; 1=329.63
Использовать функцию автокорреляции. Где есть такая? Как я понял, для поиска звука 6 струны нужно график сдвинуть на (44100/82.41) = 535.13 семплов, и посчитать корреляционный коэффициент. Во-первых как сдвигать на дробное количество? Во-вторых как считается коэффициент?

0

http://ru.wikipedia.org/wiki/А... ая_функция

открытая гитарная струна?

а что это вообще?

6 струна=82.41 Гц ... сдвинуть на (44100/82.41) = 535.13 семплов

не сэмплов, а точек преобразования. Условно говоря, если через Фурье, то при 535 точках будет шаг 82.429 герца при частоте дискретизации 44100 Гц. И к тому же, откуда такая точность в частотах резонанса струны в сотые доли герца? Сдвигать и увеличивать количество точек преобразования можно добавлением нулей, это все уже обговаривалось.

А через корреляцию ознакомтесь с закрепленной темой Автокорреляционная функция и частота основного тона (ЧОТ)

0

Сообщение от raxp открытая гитарная струна? а что это вообще?

у гитары есть струны, как ни странно и их можно дёргать. Нужно определить, какую из них дёрнули.

0

...схохмил, маладец. Лучше бы свою тему перечитал заново.

2

Так. Узнал новое. Есть алгоритм Герцеля - http://www.dsplib.ru/content/g... rtzel.html
Как я понял, он ищет величину мощности одной заданной частоты в сигнале (а не всех частот, как делает фурье)
Возможно в будущем приделаю его к контролю правильности игры заданной ноты или двух одновременно заданных нот.

0

нашел иностранную статью с исходниками на гитхабе
http://blog.bjornroche.com/201... pitch.html
но заканчивается обычным magnitude[i] = sqrt( real[i]*real[i] + cmpx[i]*cmpx[i] ); без гармоник

Добавлено через 2 часа 57 минут
обалдеть. они там борятся с гармониками в самом начале! Low-Pass Filtering - берет среднее между двумя семплами, убирая таким образом резкие скачки и высшие частоты. Подскажите, что есть на эту тему?

0

Если вы были внимательными, то про наложение окон до FFT уже вам говорил, то что они делают является частным случаем скользящего среднего, т.е. ФНЧ. Еще есть полиномы регрессии и сглаживания.

0

Приделал фильтр на основе скользящего среднего. Захват, фильтр, окно, фурье, поиск максимума.
Голос определяет отлично (скрин). С гитарой не очень, будем думать.

0

Занимаюсь сейчас такой же задачей.
попробовал FFT + HPS. HPS - это сжатие спектра в 1, 2, 3, 4.. раз в зависимости от того сколько гармоник в нем может находится, затем перемножение полученных сжатых спектров между собой, и обычный поиск максимума. Теоретически гармоники должны наложиться на фундаментальную частоту и в результате получится один большой жирный пик.

Проблема в том что он плохо работает с низкими частотами, у меня получалось вместо одного пика, несколько, я пробовал брать минимальный, и это сносно работало, на при записи с компьютера, где много шумов -- результаты намного хуже. Хотя с высокими работает отлично.
вот тут http://www.hjortgaard.net/projects/4/download
Для низких частот советуют использовать Cepstrum
Кто что может посоветовать? Если можно, есть ссылки на реализации Cepstrum, то это очень бы помогло(насколько я понимаю там используется обратное преобразование фурье IDFT, исходники или псевдокод были бы кстати)
Кстати кто что думает про метод автокорреляции http://cnx.org/content/m11714/latest/
Я не уверен стоит ли с ним вообще возится, судя из описания там вычислительная сложность намного больше, но в любом случае код-псевдокод, нормальное детальное описание помогли бы.

0

Если бы вы внимательно ознакомились с темой, то увидели бы это, а также то, что вопрос уже рассматривался:

Вложения

	A_Smarter_Way_to_Find_Pitch.pdf (158.9 Кб, 13 просмотров)
	Philip_McLeod_PhD.pdf (2.70 Мб, 3 просмотров)
	Visualization_of_Musical_Pitch.pdf (343.6 Кб, 8 просмотров)

1

Вопрос с определением басовых нот по нормальному у меня не решён. Актуален до сих пор.
Автокорреляцию использовать нужно тогда, когда нужно распознать одну из небольшого количества нот. Потому что запускать функцию приходится на каждую распознаваемую ноту.

0

Попробовал кепструм. Резульаты еще хуже чем от HPS , лагает как на высоких так и на низких частотах, причем ошибки не зависят напрямую от частоты. Возможно я где то ошибся или сам алгоритм не подходит, хотя странно.
Значит я использовал следующий алгоритм
x = Hamming(x), x - амплитуды
y = FFT(x, N), N - размер окна, y - вещественная часть преобразования
y = log(abs(y)) - от модуля каждого элемента берется логарифм
x_c = IFFT(y) - обратное преобразование для y, мнимую часть, которая появилась при FFT(x, N) обнулил
f0 = SAMPLE_RATE / max_i(x_c) - частоту дескритизации делим на номер найденного максимального элемента
Кто что может посоветовать? Пока что буду пробовать автокорреляцию

0

Всё что смог наизобретать выложил тут https://github.com/Remeslennik... ndAnalyzer
Как распознавать басы - вопрос открытый. Кто сможет, подскажите что-нибудь.

0

Сообщение от bobrokrol Теоретически гармоники должны наложиться на фундаментальную частоту и в результате получится один большой жирный пик.

...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.

0

Хм. То есть предлагаешь сначала искать все громкие частоты?

0