自相关返回带有麦克风输入的随机结果（使用高通滤波器）答案

【问题标题】：Autocorrelation returns random results with mic input (using a high pass filter)自相关返回带有麦克风输入的随机结果（使用高通滤波器）
【发布时间】：2010-11-24 02:43:05
【问题描述】：

很抱歉问了一个与我之前提出的问题 (FFT Problem (Returns random results)) 类似的问题，但我查找了音高检测和自相关，并找到了一些使用自相关进行音高检测的代码。

我正在尝试对用户唱歌进行音高检测。问题是，它不断返回随机结果。我有一些来自http://code.google.com/p/yaalp/ 的代码，我已将其转换为 C++ 并进行了修改（如下）。我的采样率为 2048，数据大小为 1024。我正在检测正弦波和麦克风输入的音高。正弦波的频率是 726.0，它检测到它是 722.950820（我可以接受），但它检测到麦克风的音高是从 100 到 1050 左右的随机数。

我现在正在使用高通滤波器来消除直流偏移，但它不起作用。我做对了吗，如果是这样，我还能做些什么来解决它？任何帮助将不胜感激！

（固定）

谢谢，

尼尔。

编辑：更改了代码以实现截止频率为 30hz 的高通滤波器（来自 What Are High-Pass and Low-Pass Filters?，谁能告诉我如何使用卷积将低通滤波器转换为高通滤波器？）但它仍然是返回随机结果。不幸的是，将它插入 VST 主机并使用 VST 插件来比较频谱对我来说不是一个选择。

编辑：已修复，感谢大家的帮助，但我一直无法正常工作，现在使用新代码。

【问题讨论】：

顺便说一句：您的内存管理应该得到改进，因为您永远不会取消分配您分配的内存，但我相信您知道并且首先希望让算法运行。但你不应该忘记这一点！
为什么标记为 C++？该代码非常不是 C++。
其中没有一行 C++ 行，但 Niall 喜欢这种方式。

标签： c++ c signal-processing pitch pitch-tracking

【解决方案1】：

我不是声音专家，但如果您使用 44100 次采样（我猜是每秒采样数）并使用 1024 个数据点。您正在处理大约 1/40 秒的数据。我并不感到惊讶，当前的音高变化很大，这取决于你选择哪一个。如果你想找到一个声音的平均音高或主音高，我预计需要大约 1 秒的数据。

【讨论】：

那么，每秒更多的样本会产生或多或少的准确结果吗？
@Nail：在我看来，@Jens 建议您需要比 1024 更多的样本是正确的。如果我没记错的话，您在之前的文章中收到了来自 @avakar 的类似指示问题：stackoverflow.com/questions/1351381/…

【解决方案2】：

在 44.1 kHz 采样频率下，1024 个样本仅略多于 23 ms 的数据。难道这只是不足以计算人类歌手的音高的数据吗？

我的意思是，我能发出的持续 23 毫秒的声音可能不是我有太多音高控制的东西；我希望这种测量会在更长的时间内完成。

【讨论】：

那么，每秒更多的样本会产生或多或少的准确结果吗？
亲爱的，在尝试编纂某些东西之前，您至少应该粗略地了解一下！更多样本 -> 更长的时间；每秒更多的样本：相同数量的样本的时间更少。每秒更少的样本 -> 给定数量的样本更多的时间。

【解决方案3】：

问题出在你的 findBestCandidates() 函数中：

在此函数中，您可以访问从 0 到 'length - 1' 的 'inputs' 数组。当您在 detectPitchCalculation() 函数中调用此函数时，“输入”为“结果”，“长度”为“nHiPeriodInSamples”。但是“结果”仅分配并填充到“nHiPeriodInSamples - nLowPeriodInSamples - 1”。因此，如果 'nLowPeriodInSamples' 大于 0，您将访问 findBestCandidates() 函数内的未分配和随机内存！

编辑：

另一个错误是您在 detectPitchCalculation() 函数中填充了 'results' 数组的每个 'nResolution' 条目，但访问了 findBestCandidates() 函数中的每个条目（通过 'inputs' 参数）。但是由于您使用“nResolution = 1”调用detectPitchCalculation（），这并不能解释您的具体问题......所以我会多看一点。但是如果你用更高的分辨率调用它肯定会出现问题。

【讨论】：

我已将 nHiPeriodInSamples 更改为 nHiPeriodInSamples - nLowPeriodInSamples - 1，但它仍在为麦克风输入返回随机值。
省略“- 1”，因为长度是“nHiPeriodInSamples - nLowPeriodInSamples”，这意味着您可以访问从 0 到“nHiPeriodInSamples - nLowPeriodInSamples - 1”的索引。但这不会解决你的随机问题，我会再看看你的程序。

【解决方案4】：

我在你的代码中看不到问题，但我的 C 语言不好。但我会尝试以下方法来查找问题：

使用结果已知的数据运行，例如以 sin(x) 作为输入
以小数据量（例如 2）运行它

将结果与已知的正确结果进行比较。你应该可以在互联网上找到这些，或者手工完成。

如果随机意味着：相同的输入，不同的输出，你很可能在变量的初始化中有一些错误。使用调试器和已知输入检查所有变量，尤其是数组的所有元素是否已正确初始化。

【讨论】：

来自正弦波的输入会产生或多或少准确的结果，但来自麦克风的输入会产生大约 100 到大约 1050 的随机结果。但我检查了来自麦克风的数据是正确的。