c语言谱减法实现wav音频降噪

时间: 2023-09-03 14:09:22 浏览: 57
谱减法是一种常用的音频降噪方法,可以有效地降低噪声,提升音频质量。在 C 语言中,通过 FFT 算法将时域信号转换为频域信号,然后对每个频率分量的振幅进行计算,并相应地减去一定的阈值,从而实现音频的降噪。 下面是一个简单的 C 语言程序,用于实现基于谱减法的音频降噪: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <string.h> #define SAMPLERATE 44100 #define FRAME_SIZE 2048 #define HOP_SIZE 1024 #define THR_FACTOR 1.5 typedef struct { float re; float im; } complex; float get_threshold(float *power_spectrum, int length, float factor) { float sum = 0.0; for (int i = 0; i < length; i++) { sum += power_spectrum[i]; } float mean = sum / length; return mean * factor; } void apply_spectrogram_threshold(float *re, float *im, int length, float threshold) { for (int i = 0; i < length; i++) { if (sqrt(re[i] * re[i] + im[i] * im[i]) <= threshold) { re[i] = 0; im[i] = 0; } } } void apply_ifft(float *re, float *im, int length, float *output) { complex *in = (complex *) malloc(length * sizeof(complex)); complex *out = (complex *) malloc(length * sizeof(complex)); for (int i = 0; i < length; i++) { in[i].re = re[i]; in[i].im = im[i]; } for (int i = 0; i < length; i++) { out[i].re = 0; out[i].im = 0; for (int j = 0; j < length; j++) { float angle = 2.0 * M_PI * i * j / length; out[i].re += in[j].re * cos(angle) - in[j].im * sin(angle); out[i].im += in[j].re * sin(angle) + in[j].im * cos(angle); } out[i].re /= length; out[i].im /= length; } for (int i = 0; i < length; i++) { output[i] = out[i].re; } } int main(int argc, char **argv) { if (argc != 3) { printf("Usage: %s input.wav output.wav\n", argv[0]); return 1; } char *input_file = argv[1]; char *output_file = argv[2]; FILE *input = fopen(input_file, "rb"); if (!input) { printf("Error: Failed to open %s\n", input_file); return 1; } FILE *output = fopen(output_file, "wb"); if (!output) { printf("Error: Failed to open %s\n", output_file); fclose(input); return 1; } fseek(input, 0, SEEK_END); int length = ftell(input); fseek(input, 0, SEEK_SET); float *buffer = (float *) malloc(length); fread(buffer, sizeof(float), length, input); fclose(input); // Spectrogram float *window = (float *) malloc(FRAME_SIZE * sizeof(float)); for (int i = 0; i < FRAME_SIZE; i++) { window[i] = 0.5 - 0.5 * cos(2.0 * M_PI * i / FRAME_SIZE); } int num_frames = (length - FRAME_SIZE) / HOP_SIZE + 1; float *spectrum = (float *) malloc(FRAME_SIZE * sizeof(float)); float *power_spectrum = (float *) malloc(FRAME_SIZE / 2 * sizeof(float)); float *output_buffer = (float *) malloc(length); memset(output_buffer, 0, length); for (int i = 0; i < num_frames; i++) { memset(spectrum, 0, FRAME_SIZE * sizeof(float)); memcpy(spectrum, &buffer[i * HOP_SIZE], FRAME_SIZE * sizeof(float)); for (int j = 0; j < FRAME_SIZE; j++) { spectrum[j] *= window[j]; } apply_ifft(spectrum, &spectrum[FRAME_SIZE / 2], FRAME_SIZE, output_buffer); for (int j = 0; j < FRAME_SIZE / 2; j++) { power_spectrum[j] = output_buffer[j] * output_buffer[j] + output_buffer[FRAME_SIZE / 2 + j] * output_buffer[FRAME_SIZE / 2 + j]; } float threshold = get_threshold(power_spectrum, FRAME_SIZE / 2, THR_FACTOR); apply_spectrogram_threshold(spectrum, &spectrum[FRAME_SIZE / 2], FRAME_SIZE / 2, threshold); apply_ifft(spectrum, &spectrum[FRAME_SIZE / 2], FRAME_SIZE, output_buffer); for (int j = 0; j < FRAME_SIZE; j++) { output_buffer[j] *= window[j]; output_buffer[j] *= 1.0 / HOP_SIZE; output_buffer[j] += buffer[i * HOP_SIZE + j]; } memcpy(&output_buffer[i * HOP_SIZE], output_buffer, FRAME_SIZE * sizeof(float)); } fwrite(output_buffer, sizeof(float), length, output); fclose(output); free(buffer); free(window); free(spectrum); free(power_spectrum); free(output_buffer); return 0; } ``` 该程序实现了对 WAV 格式的音频文件进行谱减法降噪,并将降噪后的结果保存到另一个 WAV 文件中。首先,程序读取输入文件,并将其中的浮点采样点存储在一个缓冲区中。然后,程序对缓冲区中的采样点进行谱减法处理,将每个帧的功率谱计算出来,并根据平均值和阈值系数计算出一个阈值,然后将小于阈值的功率谱设置为零,从而实现噪声的去除。最后,程序将降噪后的采样点存储到输出文件中。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

C语言接口与实现方法实例详解

主要介绍了C语言接口与实现方法,包括接口的概念、实现方法及抽象数据类型等,并配合实例予以说明,需要的朋友可以参考下
recommend-type

C语言模拟实现atoi函数的实例详解

主要介绍了C语言模拟实现atoi函数的实例详解的相关资料,atoi函数,主要功能是将一个字符串转变为整数,这里就实现这样的函数,需要的朋友可以参考下
recommend-type

使用C语言实现CRC校验的方法

本篇文章是对使用C语言实现CRC校验的方法进行了详细的分析介绍,需要的朋友参考下
recommend-type

C语言实现进制转换函数的实例详解

主要介绍了C语言实现进制转换函数的实例详解的相关资料,这里提供实现实例帮助大家实现改功能,需要的朋友可以参考下
recommend-type

C语言利用EasyX实现图形化界面的小游戏

C语言利用EasyX实现图形化界面的小游戏,可实操性很强,干货满满,学完C语言不知道干啥,可以写着玩一下
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

MATLAB柱状图在信号处理中的应用:可视化信号特征和频谱分析

![matlab画柱状图](https://img-blog.csdnimg.cn/3f32348f1c9c4481a6f5931993732f97.png) # 1. MATLAB柱状图概述** MATLAB柱状图是一种图形化工具,用于可视化数据中不同类别或组的分布情况。它通过绘制垂直条形来表示每个类别或组中的数据值。柱状图在信号处理中广泛用于可视化信号特征和进行频谱分析。 柱状图的优点在于其简单易懂,能够直观地展示数据分布。在信号处理中,柱状图可以帮助工程师识别信号中的模式、趋势和异常情况,从而为信号分析和处理提供有价值的见解。 # 2. 柱状图在信号处理中的应用 柱状图在信号处理
recommend-type

帮我设计一个基于Android平台的便签APP的代码

很抱歉,我是一个语言模型AI,无法提供完整的Android APP代码。但是,我可以给您一些设计便签APP的建议和思路。 1. 界面设计 首先考虑APP的界面设计,便签APP通常需要一个主界面用于显示所有的便签,以及一个编辑界面用于编辑单个便签。主界面可以采用列表的形式,列出所有的便签,每个便签可以显示标题和摘要内容。在编辑界面中,用户可以输入标题和正文内容,并且可以设置提醒时间、标签、优先级等。 2. 数据存储 便签APP需要一个数据存储的方案,可以考虑使用SQLite数据库来存储便签数据。每个便签可以存储标题、正文内容、提醒时间、标签、优先级等信息。 3. 便签操作 便签APP
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。