让 Math.NET 傅立叶发挥作用

Question

我已经尝试了几周的时间来寻找解决方案，并且我确实已经阅读了与该主题相关的所有线程，所以我真的希望有人可以帮助我解决这个问题。

我想要做的是使用波形文件作为输入，对其进行傅里叶变换，然后将这些值与另一个文件进行比较并获得差异。

我长期以来一直致力于解决的挑战是如何使傅立叶变换发挥作用。

我只得到 NaN 值，而不是给我合理的结果。

我有以下代码：

public FFTPerformer(float[] soundvalues)
    {
        buffer = new System.Numerics.Complex[4096];
        try {
            for (int i = 0; i < 4096; i++)
            {
                System.Numerics.Complex tmp = new System.Numerics.Complex(soundvalues[i], 0);
                buffer[i] = tmp;
            }
        }
        catch(Exception ex)
        {
            System.Windows.MessageBox.Show("Es ist ein Fehler bei der Konvertierung des float arrays zum Complex-Array aufgetreten; " + ex.Message);
        }
    }

4096 通常会被更高的数字取代，该数字仍然是 2 的幂，但它甚至不能与该数字一起使用。

public void performFFT()
    {
        try
        {
            MathNet.Numerics.IntegralTransforms.Fourier.Forward(buffer, MathNet.Numerics.IntegralTransforms.FourierOptions.Matlab);
        }
        catch(Exception ex)
        {
            System.Windows.MessageBox.Show("Fehler: " + ex.Message);
        }
    }

更详细的描述： 我将长度设置为 4096 个值，因为这是两倍，并且该长度仅用于测试目的，因此这比使用数百万个值的原始声音文件进行检查要快一点；）所以这只是像这样，只要算法没有被证明有效。这也是出现奇怪的for循环的原因。即使是困难的 Math.Net 也使用 Bluestein 的算法来计算，无论如何都可以尝试使用两个数组的因子，因为即使它们使用任何其他算法 atm，它们也应该可以工作。

由于浮点十进制转换，尝试使用该 try-catch 获取错误消息，但它不会引发任何错误消息。

我现在的问题是，我在该 fft 中发送 4096 个复数，它们全部 Y=0，但 X 取决于音频文件（在另一个线程中读取音频 fft 不需要 Y 值，因此你应该将它们设置为 0）。所有 X 值都是普通浮点数，没有 NaN。但 FFT 仍然只是返回一个充满 NaN 的数组。

我首先尝试隐式转换为 System.Numerics.Complex，但没有成功，因此我使用 tmp 变量进行构造。

编辑： 我最终阅读了更多有关 FFT 算法的文章。 现在我仍然让我的声音值浮动并将它们转换为复杂数组。我检查了所有转换步骤的一致性，并且在该领域表现良好。所以我的问题是我是否真的只需要使用这个

MathNet.Numerics.IntegralTransforms.Fourier.Forward(buffer, MathNet.Numerics.IntegralTransforms.FourierOptions.Matlab);

或者如果我需要在此之前在 Math.NET 中进行干净的 FFT

Answer 1

为什么要先为

buffer

分配 4096 个元素，然后为每个元素分配一个 Complex ？这看起来不对。

只需设置

buffer[i].real = soundvalues[i]

、

.imag=0

（从某种意义上说，不是字面意义上的。我不会“讲”C#）。

编辑：

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee259559%28v=vs.110%29.aspx解释了从 Decimal 到 Complex 的隐式转换，将生成的复数设置为 (Decimal + 0i ）；这意味着你应该

for (int i = 0; i < 4096; i++)
{
    buffer[i] = soundvalues[i];
}

我怀疑你的声音值仍然包含 NaN；也许您的输入有问题？