Использование алгоритма Гертцеля для определения частоты

#java #android #signal-processing #goertzel-algorithm

#java #Android #обработка сигналов #гертцель-алгоритм

Вопрос:

Я пытаюсь написать программу для Android для определения частоты с использованием алгоритма Гертцеля. Однако, когда я применяю алгоритм к данным, которые я получаю от метода AudioRecord read(), величина не достигает максимума на целевой частоте (т.е. Обычно она достигает максимума на низкой частоте). Я что-то недопонимаю?

 protected void detect() {
        double[] dbSample = new double[bufferSize];
        short[] sample = new short[bufferSize];
        max_magnitude = 0;
        while(isRecording){
            int bufferReadResult = recorder.read(sample,0,bufferSize);
            for (int j=0;j<bufferSizeamp;amp;j<bufferReadResu<j  ) {
                dbSample[j] = (double)sample[j];
            }
        }     

        int freq=0;
        while(freq<=20000){
            Goertzel g = new Goertzel(RECORDER_SAMPLE_RATE,freq,bufferSize);
            g.initGoertzel();
            for(int i=0;i<bufferSize;i  ){
                g.processSample(dbSample[i]);
            }
            magnitude = Math.sqrt(g.getMagnitudeSquared());
            if(magnitude>max_magnitude){
                max_magnitude = magnitude;
                detect_freq = freq;
            }
            g.resetGoertzel();
            freq =50;
        }
}
 

Goertzel.java

 public class Goertzel {
 private float samplingRate;
 private float targetFrequency;
 private long n;
 private double coeff, Q1, Q2;
 private double sine, cosine;

 public Goertzel(float samplingRate, float targetFrequency, long inN) {
     this.samplingRate = samplingRate;
     this.targetFrequency = targetFrequency;
     n = inN;
     sine = Math.sin(2 * Math.PI * (targetFrequency / samplingRate));
     cosine = Math.cos(2 * Math.PI * (targetFrequency / samplingRate));
     coeff = 2 * cosine;
     }

     public void resetGoertzel() {
     Q1 = 0;
     Q2 = 0;
 }

 public void initGoertzel() {
     int k;
     float floatN;
     double omega;
     floatN = (float) n;
     k = (int) (0.5   ((floatN * targetFrequency) / samplingRate));
     omega = (2.0 * Math.PI * k) / floatN;
     sine = Math.sin(omega);
     cosine = Math.cos(omega);
     coeff = 2.0 * cosine;
     resetGoertzel();
 }

 public void processSample(double sample) {
     double Q0;
     Q0 = coeff * Q1 - Q2   sample;
     Q2 = Q1;
     Q1 = Q0;
 }

 public double[] getRealImag(double[] parts) {
     parts[0] = (Q1 - Q2 * cosine);
     parts[1] = (Q2 * sine);
     return parts;
 }

 public double getMagnitudeSquared() {
     return (Q1 * Q1   Q2 * Q2 - Q1 * Q2 * coeff);
 }
 

}

Комментарии:

1. Для пояснения, каков размер буфера и какую целевую частоту вы ожидаете?

2. Там будет передатчик (ноутбук, использующий matlab для генерации сигнала), и эта программа должна определять частоту от передатчика. а для размера буфера я использую getMinBufferSize(44100,АудиоФормат. КАНАЛ_КОНФИГУРАЦИИ_МОНО, АудиоФормат. КОДИРОВКА_PCM_16 БИТ);

3. Если я правильно понимаю ваш код, вы просматриваете частоты от 0 до 20 кГц с шагом 50 Гц и вычисляете отклик фильтра, а пиковый отклик не там, где вы ожидали. Это скорее анализатор спектра, чем определение тона. Можете ли вы построить график отклика фильтра и показать, где должна была находиться целевая частота?

4. Извините, я всего лишь студент, и это было мое задание, так что на самом деле я не специалист в программировании Android, и к тому же это было совершенно ново для меня. Если вы не возражаете, не могли бы вы, пожалуйста, объяснить, как я могу определить тон с помощью goertzel? Я написал этот код, потому что, судя по тому, что я нашел в Интернете, целевая частота обычно возвращает пиковую величину с помощью goertzel ( embedded.com/design/configurable-systems/4024443 /… ). Я что-то неправильно понял, потому что этот код, похоже, не работает, и его ответ тоже действительно непоследователен.

5. Для определения тона вы пытаетесь определить наличие или отсутствие одной определенной частоты в сигнале. Для анализа спектра вы пытаетесь определить отклик сигнала на различных частотах. Какую проблему вы пытаетесь решить?