确定信号中是否包含特定频率答案

【问题标题】：Determine whether a specific frequency is contained in signal确定信号中是否包含特定频率
【发布时间】：2020-03-19 18:18:02
【问题描述】：

我需要编写一个脚本，它必须检测频率并找到一个特定的频率（如果它包含在信号中）。问题是我在使用 FFT 后得到了大量不同的频率，并且没有应该的频率。例如，如果我只是发送简单的 440 Hz，找到峰值并打印相应的频率，效果很好。但是如果我发送带有其他噪声的高频信号，它就不起作用了。这个案例对我来说更有趣。

我在做什么：

from scipy.io import wavfile
import numpy as np
from numpy import fft

fs, data = wavfile.read('./signal.wav')
frs = np.fft.fftfreq(len(data))
res = abs(frs*fs)

在 res 中，我可以看到很多“额外”频率。主要任务是检测是否存在特定频率。例如，21487 赫兹。我还找到了 Goertzel 算法的实现，但它需要很多时间。有没有快速简单的方法来解决我的问题？

提前谢谢你

【问题讨论】：

“大量不同频率”是由噪声造成的。检查波形文件是否真的包含那个高频率。如果 f0 由于抗混叠过滤而接近 Fs/2，则可能不会。
好吧，为了检查它，我生成了高频信号并使用了显示捕获频率的移动应用程序。我发送的频率是 15342 Hz。
等效实现的 Goertzel 算法比 FFT 更快。

标签： python audio fft frequency

【解决方案1】：

据我了解，np.fft.fftfreq 命令只返回频率仓的频率向量，而不是信号的 fft。

要在信号中找到一个频率，您必须执行 fft，然后搜索例如向量中的最大值，然后计算返回的女巫频率。或者你知道向量中的位置，你可以在 res 向量中查找频率。

因为 fftfreq 不计算 fft，所以计算 Goertzel 算法要快得多。

Description of np.fft.fftfreq

【讨论】：

搜索最大值并不能解决问题，因为 1. 那里有很多值。 2.有噪音。因此，取最大值可能会返回错误的另一个频率，而不是我想看到的频率。
没错，max 可能不是最好的。但我认为你的问题是，fftfreq 不计算你的信号的fft。当您计算 fft 时，您知道在女巫箱中所需的频率是，然后您可以检查该值是否高于阈值。（当您的频率不完全位于一个垃圾箱中时，也许您必须另外检查相邻的垃圾箱）
我明白你的意思。我尝试调用 fftfreq(fft(data))，发现值超过某个阈值，然后发现索引为 abs(fft(data)) > 阈值并找到峰值。但它仍然无法在高频下正常工作。
我不知道你的问题的答案。采样率是否足够高？ (fs>2*21487 赫兹)
当然fs大于2*f。我认为，很难在有很多噪音的 wav 文件中检测到特定的高频..