不韋 呂 / Mbed 2 deprecated F746_RealtimeSpectrumAnalyzer

Realtime spectrum analyzer. Using FFT, linear prediction, or cepstrum smoothing. Version using MEMS microphone and CODEC, named "F746_RealtimeSpectrumAnalyzer_MEMS_Mic" is registered. リアルタイム スペクトル解析器．解析の手法：FFT，線形予測法，ケプストラムによる平滑化の３種類．このプログラムの説明は，CQ出版社のインターフェース誌，2016年4月号に掲載．外付けのマイクまたは他の信号源等を A0 に接続する．線形予測法，ケプストラムは，スペクトル解析の対象を音声信号に想定してパラメータを設定している．MEMS マイクと CODEC を使ったバージョンを "F746_RealtimeSpectrumAnalyzer_MEMS_Mic" として登録．

Dependencies:   BSP_DISCO_F746NG BUTTON_GROUP LCD_DISCO_F746NG TS_DISCO_F746NG UIT_FFT_Real mbed

MyClasses/CepstrumAnalysis.cpp

Committer:
MikamiUitOpen
Date:
2015-12-13
Revision:
2:095b360e0f54
Parent:
0:5c237fdcba23
Child:
3:7c26b701f363

File content as of revision 2:095b360e0f54:

//-------------------------------------------------------
//  Class for spectrum analysis using cepstrum
//
//  2015/12/09, Copyright (c) 2015 MIKAMI, Naoki
//-------------------------------------------------------

#include "CepstrumAnalysis.hpp"

namespace Mikami
{
    CepstrumAnalyzer::CepstrumAnalyzer(int nData, int nFft, int nLifter)
            : AnalyzerBase(nData, nFft), N_LIFTER_(nLifter),
              wHm_(nData-1, nFft),
              xFft_(new float[nFft]), yFft_(new Complex[nFft/2+1]),
              lifter_(new float[nLifter]), db_(new float[nFft/2+1]),
              cDb_(new Complex[nFft/2+1]), cep_(new float[nFft]),
              cepLft_(new float[nFft]), cepFt_(new Complex[nFft/2+1])
    {
        // Generate lifter
        float pi2N = 3.1415926536f/nLifter;
        for (int n=0; n<nLifter; n++)
            lifter_[n] = 0.54f + 0.46f*cosf(pi2N*n);
    }

    CepstrumAnalyzer::~CepstrumAnalyzer()
    {
        delete[] xFft_;
        delete[] yFft_;
        delete[] lifter_;
        delete[] db_;
        delete[] cDb_;
        delete[] cep_;
        delete[] cepLft_;
        delete[] cepFt_;
    }

    void CepstrumAnalyzer::Analyze(const float xn[], float yn[])
    {
        wHm_.Execute(xn, xFft_);    // Windowing and zero-padding
        fft_.Execute(xFft_, yFft_); // Execute FFT

        // Translate to dB
        for (int n=0; n<=N_FFT_/2; n++)
            db_[n] = 10.0f*log10f(Norm(yFft_[n]));
            
        // To smoothed spectrum using cepstrum
        for (int n=0; n<=N_FFT_/2; n++)
            cDb_[n] = Complex(db_[n], 0);
            
        fft_.ExecuteIfft(cDb_, cep_);   // To cepstrum
        
        // Liftering
        cepLft_[0] = cep_[0];
        for (int n=1; n<N_LIFTER_; n++)
            cepLft_[n] = 2.0f*lifter_[n]*cep_[n];
        for (int n=N_LIFTER_; n<N_FFT_; n++)
            cepLft_[n] = 0.0f;
            
        fft_.Execute(cepLft_, cepFt_);
        for (int n=0; n<=N_FFT_/2; n++)
            yn[n] = cepFt_[n].real() + 10.0f;
    }
}