快速傅里叶变换计算音频pcm数据的C源码

以下是使用 FFTW 库计算 PCM 数据的快速傅里叶变换（FFT）的 C 代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <fftw3.h>

#define N 1024 // FFT 点数

int main() {
    FILE* fp;
    short pcm_data[N]; // PCM 数据数组
    double fft_data[N]; // FFT 数据数组
    fftw_complex* fft_result; // FFT 结果数组
    fftw_plan plan;

    // 打开 PCM 文件
    fp = fopen("test.pcm", "rb");
    if (!fp) {
        perror("Failed to open PCM file");
        exit(1);
    }

    // 创建 FFT 结果数组和计算计划
    fft_result = (fftw_complex*) fftw_malloc(sizeof(fftw_complex) * N);
    plan = fftw_plan_dft_r2c_1d(N, fft_data, fft_result, FFTW_ESTIMATE);

    // 读取 PCM 数据
    fread(pcm_data, sizeof(short), N, fp);

    // 将 PCM 数据转换成 FFT 数据
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        fft_data[i] = (double) pcm_data[i] / 32768.0;
    }

    // 计算 FFT
    fftw_execute(plan);

    // 输出 FFT 结果
    for (int i = 0; i < N / 2 + 1; i++) {
        double freq = (double) i / N * 44100.0; // 计算频率
        double mag = sqrt(fft_result[i][0] * fft_result[i][0] + fft_result[i][1] * fft_result[i][1]); // 计算幅值
        printf("%f Hz: %f\n", freq, mag);
    }

    // 释放资源
    fftw_destroy_plan(plan);
    fftw_free(fft_result);
    fclose(fp);

    return 0;
}

这段代码使用 FFTW 库进行 FFT 计算，首先读取 PCM 数据，然后将其转换成 FFT 数据，接着使用 fftw_plan_dft_r2c_1d 函数创建 FFT 计算计划，最后使用 fftw_execute 函数进行 FFT 计算，并输出结果。需要注意的是，输出的幅值需要进行归一化，使其范围在 0 到 1 之间。