用c语言编写一段代码:输入一个.bin格式的音频,使其实现傅里叶变换,并画出傅里叶变换频谱图像,不能有傅里叶变换库和绘图库
时间: 2023-06-20 21:10:41 浏览: 91
由于输入的是二进制音频文件,需要先读取文件中的数据,并将其转换为实数序列。以下是一个简单的示例代码,可以实现该功能:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define PI 3.14159265358979323846
typedef struct {
float real;
float imag;
} Complex;
// 傅里叶变换
void fft(Complex *x, int N) {
int k, n;
Complex t, *p;
float arg;
int bitm, j, l;
for (k = 1, bitm = N >> 1; k < N; bitm >>= 1) {
for (j = 0; j < bitm; j++, k++) {
arg = -2.0 * PI * j / N;
t.real = cos(arg);
t.imag = sin(arg);
for (n = 0, p = x + j; n < bitm; n++, p += bitm) {
l = n + k;
t.real *= x[l].real;
t.imag *= x[l].imag;
x[l].real = p->real - t.real;
x[l].imag = p->imag - t.imag;
p->real += t.real;
p->imag += t.imag;
}
}
}
for (n = 0; n < N; n++) {
j = 0;
for (bitm = 1; bitm < N; bitm <<= 1) {
if (n & bitm) {
j++;
}
j <<= 1;
}
if (j >>= 1) {
t = x[j];
x[j] = x[n];
x[n] = t;
}
}
}
// 画频谱图
void draw_spectrum(float *data, int len) {
int i, j, k;
Complex *x;
float *spectrum;
FILE *fp;
// 分配内存
x = (Complex*) malloc(sizeof(Complex) * len);
spectrum = (float*) malloc(sizeof(float) * len / 2 + 1);
// 将实数序列转换为复数序列
for (i = 0; i < len; i++) {
x[i].real = data[i];
x[i].imag = 0.0f;
}
// 傅里叶变换
fft(x, len);
// 计算频谱
for (i = 0; i < len / 2 + 1; i++) {
spectrum[i] = sqrtf(x[i].real * x[i].real + x[i].imag * x[i].imag) / len;
}
// 输出到文件
fp = fopen("spectrum.txt", "w");
for (i = 0; i < len / 2 + 1; i++) {
fprintf(fp, "%d %f\n", i, spectrum[i]);
}
fclose(fp);
// 绘图
for (i = 0; i < len / 2 + 1; i++) {
spectrum[i] = 20.0f * log10f(spectrum[i] + 1e-10f);
}
for (i = 0; i < 50; i++) {
for (j = 0; j < len / 2 + 1; j++) {
k = (int) (spectrum[j] * 0.2f - i);
if (k >= 0 && k <= 9) {
putchar("*+|"[k]);
} else {
putchar(' ');
}
}
putchar('\n');
}
// 释放内存
free(x);
free(spectrum);
}
int main() {
FILE *fp;
int len;
float *data;
// 打开音频文件
fp = fopen("audio.bin", "rb");
if (fp == NULL) {
printf("Failed to open file.\n");
return 1;
}
// 获取文件长度
fseek(fp, 0L, SEEK_END);
len = ftell(fp);
fseek(fp, 0L, SEEK_SET);
// 分配内存
data = (float*) malloc(sizeof(float) * len / sizeof(float));
// 读取文件
fread(data, sizeof(float), len / sizeof(float), fp);
// 关闭文件
fclose(fp);
// 画频谱图
draw_spectrum(data, len / sizeof(float));
// 释放内存
free(data);
return 0;
}
```
需要注意的是,该代码的绘图部分使用了简单的字符画技术,只能画出大致的频谱图。如果需要更精确的图像,可以使用其他绘图库。