用C# 实现在信号处理中计算平均功率频率MPF

在C#中，信号处理中的平均功率频率(MPF，Mean Power Frequency)通常用于分析周期性信号的特性，比如音频信号。MPF通常是通过计算信号在一个给定频谱范围内的平均功率来确定的。下面是一个简单的示例，如何使用Fast Fourier Transform (FFT)库，如Math.NET Numerics，来实现这个过程：

using MathNet.Numerics.IntegralTransforms;
using MathNet.Numerics.Threading;

// 假设我们有一个包含信号数据的一维数组signalData
double[] signalData = ...; // 你的信号样本数据

// 确定所需计算的最小和最大频率范围 (假设采样率fs)
int fs = ...; // 采样率
double minFrequency = ...;
double maxFrequency = ...;

// 计算信号的长度并获取对应的频率间隔
int n = signalData.Length;
double frequencyInterval = fs / n;

// 使用FFT计算频域表示
Complex[] spectrum = new Complex[n];
Fourier.Forward(signalData, spectrum);

// 定义一个滤波窗口，只考虑感兴趣的频率范围
bool[] filter = new bool[n];
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
    double freq = i * frequencyInterval;
    if (freq >= minFrequency && freq <= maxFrequency)
        filter[i] = true;
}

// 对滤波后的频谱取平方并累加
double powerSum = filter.Sum(f => f ? spectrum[f].Magnitude : 0);
double averagePower = powerSum / (maxFrequency - minFrequency + 1);

// MPF即为平均功率除以频率间隔
double mpf = averagePower / frequencyInterval;

Console.WriteLine($"平均功率频率(MPF): {mpf}");