C语言使用fft库函数求wav文件的时域信号功率谱

要使用FFT库函数求WAV文件的时域信号功率谱，需要进行以下步骤：

1.使用WAV文件读取函数读取WAV文件的采样率、采样位深、声道数等信息，以及音频数据。

2.对音频数据进行预处理，包括对音频数据进行归一化、降噪等操作，以便于后续的FFT计算。

3.使用FFT库函数对音频数据进行FFT变换，得到频域信息。

4.计算频域信息的功率谱，即将频域信息的每个点的幅度平方，再除以数据点数，得到每个频率上的功率值。

5.绘制功率谱图，以展示音频数据在不同频率上的功率分布情况。

以下是代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include "wavfile.h"
#include "fft.h"

#define PI 3.14159265358979323846

int main()
{
    char* filename = "test.wav";
    WAV_HEADER header;
    short* data;
    int data_size;

    if (readwav(filename, &header, &data, &data_size) == -1)
    {
        printf("Error reading WAV file.\n");
        return -1;
    }

    //normalize data
    double norm_factor = pow(2, header.bitsPerSample - 1);
    for (int i = 0; i < data_size; i++)
    {
        data[i] /= norm_factor;
    }

    //apply FFT
    int N = 1;
    while (N < data_size) N <<= 1;
    double* x = (double*)malloc(N * sizeof(double));
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        if (i < data_size)
        {
            x[i] = data[i];
        }
        else
        {
            x[i] = 0;
        }
    }
    fft(x, N);

    //calculate power spectrum
    double* power_spectrum = (double*)malloc(N / 2 * sizeof(double));
    for (int i = 0; i < N / 2; i++)
    {
        double re = x[i];
        double im = x[i + N / 2];
        power_spectrum[i] = (re * re + im * im) / N;
    }

    //plot power spectrum
    FILE* f = fopen("power_spectrum.txt", "w");
    for (int i = 0; i < N / 2; i++)
    {
        double freq = i * header.sampleRate / N;
        fprintf(f, "%f %f\n", freq, power_spectrum[i]);
    }
    fclose(f);

    return 0;
}

该示例代码中使用了两个外部库函数，分别是wavfile.h和fft.h，需要提前下载并安装。其中，wavfile.h库函数用于读取WAV文件，fft.h库函数用于进行FFT变换。在代码中，首先读取了WAV文件的采样率、采样位深、声道数等信息以及音频数据，并对音频数据进行了归一化处理。然后使用FFT库函数进行FFT变换，并计算了频域信息的功率谱，最后将功率谱图输出到文件中。