如何从 FFT 中获得基频？答案

【问题标题】：How to get the fundamental frequency from FFT?如何从 FFT 中获得基频？
【发布时间】：2011-06-22 08:07:31
【问题描述】：

我正在开发一款闪光吉他，发现麦克风数据频率的唯一明显方法似乎是使用 FFT。然而，经过大约 30 小时的研究，我找不到最好的方法。我应该使用谐波乘积谱 (HPS)、倒谱还是最大似然？调谐器必须显示 25 到 3000Hz 的频率。

另外，如果有人知道一些准备找到基频的开源代码，请告诉我。我可以把它翻译成 ActionScript。

谢谢！

【问题讨论】：

【解决方案1】：

我成功使用的最简单的技术是使用 FFT，然后执行Harmonic Product Spectrum。它实现起来很简单，资源也不是很密集，您只需要正确地对结果 FFT 进行下采样并制作产品。

【讨论】：

【解决方案2】：

我试着用我的基本记忆来回答：当你对你的信号进行FFT时，基频不是最大幅度的吗？

【讨论】：

不，不是。它是频谱的一次谐波。
@Nemeth：据我所知，“一次谐波”是“基本”的同义词，而且它通常具有最大幅度。
@Jim：对于许多乐器来说，基本音不是的振幅最高 - 我不确定吉他，但这可能取决于音符和吉他的类型.无论哪种方式，最好使用适当的音高检测算法，而不是随意查看单个组件，例如基础。
@Paul：对于弹拨吉他弦，谐波系列中的最大幅度将是基音。对于铜管乐器，确实许多音符是作为基音的第二、第三、第四等泛音产生的。吉他通常比实际听起来高一个八度，这也会使事情变得有点混乱......
@Jim：弓形乐器，例如小提琴和大提琴的基本能量通常很少。请注意，即使基本音完全不存在，音高感知也能很好地发挥作用。

【解决方案3】：

FFT 并不是找到乐器基频的最佳方法。实际上，是的，使用倒谱会更好。你可以在这里找到类似的问题：Algorithm to determine fundamental frequency from potential harmonics 和这里：MATLAB - Missing fundamental from an FFT

【讨论】：

我应该用什么来代替 FFT？
您可以使用自相关：en.wikipedia.org/wiki/Autocorrelation 但是，当您使用吉他时，在我看来，音高是一个比基本音更重要的概念。所以你应该在这里看到 RAPT（用于音高跟踪的鲁棒算法）：ee.columbia.edu/~dpwe/papers/Talkin95-rapt.pdf
根据文章RAPT是一个非常好的算法。但是我在 C 中看到了一个开源实现，它有数百行。
倒谱既慢又复杂。您应该使用比特流自相关：cycfi.com/2018/03/…