如何获得频域中两个音频信号的比率？

Question

我需要比较两个音频信号，signal1 和 signal2。 Signal1 是白噪声。信号 2 与信号 1 是相同的信号，具有用于切割或衰减某些频率的特定均衡。 如何获得频域中两个音频信号的比率？ （例如：在 100Hz 的频率下，信号 2 与信号 1 相比衰减了 50%）。 我需要这些信息来处理第三个信号，方法是应用应用于信号 2 中的变换信号 1 的相同均衡。

我使用this library 处理我的数据并从时域传递到频域。此代码对于信号 1 和信号 2 是相同的。

DoubleFFT_1D fft1 = new DoubleFFT_1D (FFT_SIZE);
double[] input1 = new double[FFT_SIZE];

double[] fftBuff1 = new double[FFT_SIZE * 2];


this.wavFileDoubleInputStreamMic.read(input1, 0, FFT_SIZE);


for (int i = 0; i < FFT_SIZE; i++){
    fftBuff1[2*i] = input1[i];
    fftBuff1[2*i+1] = 0;
}


fft1.complexForward(fftBuff1);

如何使用 FFT 结果（来自信号 1 和信号 2）来实现我的目标？

Answer 1

你需要计算每个信号在频域的幅度，得到每个信号的功率谱估计，然后做除法，即

• 获取信号 1 和信号 2
• 对两个信号应用合适的窗函数（例如 von Hann）
• 将 FFT 应用于加窗信号
• 计算 FFT 输出的幅度，mag = sqrt(re*re+im*im) - 这给出了一个实值功率谱
• 将信号 1 的功率谱除以信号 2 的功率谱，得到实值与频率的比值

要将此校正应用于信号 3，您可以使用 overlap-add 或 overlap-save 方法 - 本质上是对信号 3 进行 FFT，将每个复数值乘以上面获得的实数值，然后使用逆 FFT 得到返回到时域。唯一轻微的复杂性是需要重叠连续的示例窗口并正确处理这种重叠（请参阅上面的重叠添加/重叠保存方法的链接。）