如何根据实时音频开发频谱分析仪？

我正在开发一个应用程序，可以实时从麦克风获取源音频，无需文件存储。基本上，我使用：

mRecorder = new MediaRecorder();
mRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);
mRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.THREE_GPP);
mRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB);
mRecorder.setOutputFile("/dev/null");

如何在没有文件的情况下从实时音频中绘制频谱图？

我读到的所有帖子都在分析缓冲文件。

是的，这是可以做到的。

您所需要的只是一个快速 FFT 算法！

首先决定您想要的频率分辨率，例如您可以将麦克风的采样率设置为 8000hz，现在选择一个块大小（例如 1024 或 2048）来从麦克风捕获。

如果选择 2048 点和采样率 8000，则频率分辨率 = 3.9063 (8000 /2048)。

在 2048 个点上应用一个窗函数，然后应用 FFT 并获得幅度！

记住奈奎斯特定理采样率 = 8000 / 2 = 4000，现在您知道您的 FFT 可以在 4000 Hz 处获得 3.9063 Hz 之间的频率吗？

对应频率的FFT Bin：

1 -> 3,90625  hz    
2 -> 7,8125  hz    
3 -> 11,71875 hz    
...    
1024 -> 4000 hz    
...    
2048 - > 8000 hz

为此，您只需要 FFT 的前半值，在本例中为 1024。

现在，如果您从 FFT 中绘制这些数据，您将得到一个频谱！

EDIT

伪代码：

#construct one hanning window Function
Chunk = 2048;
windowed = [Chunk];
hanning = [Chunk];
for i 1:Chunk:
      hanning[i] = ((1 - cos(i*2*pi/Chunk-1))/2)

#start capture from Mic
while true:

    #into values capture 2048 points from your mic
    values=dataFromMic(Chunk);
    #Apply Window hanning = multiply window function(hanning) over your 2048 points
    for i 1:Chunk:
            windowed[i] = values[i] * hanning[i]
    #Apply FFT 
    fftData=fft(windowed);
    #Get Magnitude (linear scale) of first half values
    Mag=abs(fftData(1:Chunk/2))
    # update/show results
    plot(Mag)

end