使 Math.NET 傅里叶工作

Question

我正在努力寻找解决方案几个星期，我真的已经阅读了与这个主题相关的所有主题，所以我真的希望有人能帮助我解决这个问题。

我想要做的是使用一个波形文件作为输入，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得到差异。

我长期以来一直致力于解决的挑战是让傅里叶变换发挥作用。

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 通常被一个更大的数字代替，它仍然是 2 的幂，但它甚至不能与那个数字一起使用。

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： 我为 4096 个值设置了长度，因为这是两倍，这个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检查起来要快一点；）所以这只是像这样，只要算法没有被证明有效。这也是奇怪的for循环的原因。即使是很难的 Math.Net 也使用 Bluestein 的算法进行计算，无论如何尝试使用两个数组的因子，因为即使他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，但它没有引发任何错误。

我现在的问题是，我在那个 fft 中发送了 4096 个复数，它们都有 Y=0，但是 X 取决于音频文件（在另一个线程中读取音频不需要 Y 值- fft 所以你应该将它们设置为 0)。所有 X 值都是正常的浮点数，没有 NaN。但是，FFT 仍然返回一个充满 NaN 的数组。

我首先尝试转换为 System.Numerics.Complex 隐式，但没有成功，所以我使用 tmp 变量来构造。

编辑： 我最终阅读了更多关于 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，这在那个区域很好。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 中做一个干净的 FFT

Answer 1

为什么要先分配 buffer 与 4096 个元素，然后为每个元素分配一个 Complex？看起来不对。

只需设置buffer[i].real = soundvalues[i]、.imag=0（从某种意义上说，不是字面意思。我不会“说”C#）。

编辑：

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

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？