c语言实现对wav音频分帧加窗谱减法例子

时间: 2023-10-15 08:05:51 浏览: 187
好的,我可以为你提供一个c语言实现对wav音频分帧加窗谱减法的例子。 首先,你需要使用一个wav文件解析库来读取wav文件的头信息和数据。然后,你需要将音频数据分帧,每帧的长度通常是20-40毫秒。之后,对每一帧进行加窗处理,常用的窗函数有汉明窗、海宁窗等。再对每一帧进行FFT变换,得到幅度谱和相位谱。对于每两帧之间的差异,可以用谱减法进行处理,即用当前帧的幅度谱减去前一帧的幅度谱作为当前帧的特征。 以下是一个简单的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define PI 3.14159265358979323846 //wav文件头数据结构 typedef struct { char chunkId[4]; unsigned int chunkSize; char format[4]; char subChunk1Id[4]; unsigned int subChunk1Size; unsigned short audioFormat; unsigned short numChannels; unsigned int sampleRate; unsigned int byteRate; unsigned short blockAlign; unsigned short bitsPerSample; char subChunk2Id[4]; unsigned int subChunk2Size; } WavHeader; //加窗函数:汉明窗 void hammingWindow(double* frame, int frameLen) { for(int i = 0; i < frameLen; i++) frame[i] *= 0.54 - 0.46 * cos(2 * PI * i / (frameLen - 1)); } //快速傅里叶变换 void fft(double* x, double* y, int n) { if(n == 1) return; //递归计算前半部分和后半部分的FFT fft(x, y, n/2); fft(x+n/2, y+n/2, n/2); //合并前后两部分的结果 for(int i = 0; i < n/2; i++) { double wx = cos(2 * PI * i / n); double wy = sin(2 * PI * i / n); double ax = x[i]; double ay = y[i]; double bx = x[i+n/2] * wx - y[i+n/2] * wy; double by = x[i+n/2] * wy + y[i+n/2] * wx; x[i] = ax + bx; y[i] = ay + by; x[i+n/2] = ax - bx; y[i+n/2] = ay - by; } } int main() { char* filename = "sample.wav"; FILE* fp = fopen(filename, "r"); if(fp == NULL) { printf("Error: Failed to open file %s!\n", filename); return 1; } WavHeader header; fread(&header, sizeof(header), 1, fp); //读取音频采样率和帧长 int numChannels = header.numChannels; int sampleRate = header.sampleRate; int frameLen = sampleRate / 100; //帧长为10ms //跳过头信息 fseek(fp, header.subChunk1Size - 16, SEEK_CUR); if(header.subChunk1Size > 16) fseek(fp, header.subChunk1Size - 16, SEEK_CUR); //读取音频数据 int numFrames = header.subChunk2Size / numChannels / (header.bitsPerSample/8) / frameLen; double* data = (double*)malloc(numFrames * frameLen * sizeof(double)); for(int i = 0; i < numFrames * frameLen; i++) { short sample; fread(&sample, sizeof(short), 1, fp); data[i] = (double)sample / 32768.0; } fclose(fp); //分帧加窗、傅里叶变换和谱减法处理 double* frame = (double*)malloc(frameLen * sizeof(double)); double* window = (double*)malloc(frameLen * sizeof(double)); double* spec = (double*)malloc(frameLen * sizeof(double)); double* prevSpec = (double*)malloc(frameLen * sizeof(double)); double* diffSpec = (double*)malloc(frameLen * sizeof(double)); for(int i = 0; i < numFrames; i++) { //取当前帧 for(int j = 0; j < frameLen; j++) frame[j] = data[i * frameLen + j]; //加汉明窗 hammingWindow(frame, frameLen); //计算幅度谱 for(int j = 0; j < frameLen; j++) { spec[j] = frame[j]; prevSpec[j] = diffSpec[j]; diffSpec[j] = 0; } fft(spec, diffSpec, frameLen); for(int j = 0; j < frameLen; j++) spec[j] = sqrt(spec[j] * spec[j] + diffSpec[j] * diffSpec[j]); //谱减法处理 if(i > 1) { for(int j = 0; j < frameLen; j++) { double diff = spec[j] - prevSpec[j]; if(diff < 0) diff = 0; spec[j] = diff; } } //输出当前帧的特征 for(int j = 0; j < frameLen; j++) printf("%.2f ", spec[j]); printf("\n"); } free(data); free(frame); free(window); free(spec); free(prevSpec); free(diffSpec); return 0; } ``` 在上面的代码中,我们使用了汉明窗对每一帧数据进行加窗处理,并采用FFT算法计算幅度谱。在谱减法处理中,使用了前一帧的幅度谱作为参考,计算当前帧特征时将当前帧的幅度谱减去前一帧的幅度谱。 希望这个例子能够对你有所帮助!
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