K210机器听觉—FFT 信号处理

使用设备

ZTFR开发板

快速傅里叶变换

FFT 即快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform），将时域信号转化为频域信号，应用范围非常广，例如消除音频图像噪声。

快速傅里叶变换：百度百科

使用方法

k210 带有硬件 FFT 模块，支持 64 点、 128 点、 256 点以及 512 点的 FFT。

#导入 FFT 模块
import FFT
#输入时域数据（例如音频数据）并进行 FFT 运算
res = FFT.run(data, points, shift)

构造函数

import FFT
FFT1 = FFT.run(data, points, shift)'''FFT 运算模块；【data】输入的时域数据，bytearray 类型; 【points】FFT 运算点数，仅支持 64,128,256 和 512 点；【shift】偏移，默认为 0。返回值 FFT_res: 返回计算后的频域数据，以 list 类型呈现，该列表有 points个元组，每个元组有 2 个元素，第一个元素为实部，第二个为虚部.'''

使用方法

res = FFT.freq(points, sample_rate)'''频率计算； 【points】计算点数; 【sample_rate】采样率;返回值 res : 返回一个列表，该列表存放的进行运算后后所有频率点的频率值；'''
amp = FFT.amplitude(FFT_res)'''计算各个频率点的幅值；返回值 amp: 返回一个列表，该列表存放了各个频率点的幅值'''

示例代码

采集声音并进行FFT运算，将运算后的数据在屏幕上显示为柱状图

from Maix import GPIO, I2S, FFT
import image, lcd, math
from fpioa_manager import fm#FFT参数配置
sample_rate = 38640  #采样率
sample_points = 1024 #音频采样点数
fft_points = 512  #FFT运算点数
hist_x_num = 50 #条形柱数量
x_shift = 0    #频率#lcd初始化
lcd.init()#麦克风初始化
fm.register(20,fm.fpioa.I2S0_IN_D0, force=True)
fm.register(19,fm.fpioa.I2S0_WS, force=True)
fm.register(18,fm.fpioa.I2S0_SCLK, force=True)rx = I2S(I2S.DEVICE_0)
rx.channel_config(rx.CHANNEL_0, rx.RECEIVER, align_mode = I2S.STANDARD_MODE)
rx.set_sample_rate(sample_rate)#设置LCD条形柱显示宽度
if hist_x_num > 320:hist_x_num = 320
hist_width = int(320 / hist_x_num) #changeable#新建一张图片
img = image.Image()while True:audio = rx.record(sample_points)   #采集音频fft_res = FFT.run(audio.to_bytes(),fft_points) #FFT运算fft_amp = FFT.amplitude(fft_res) #计算频谱幅值img = img.clear()x_shift = 0#计算幅值，最大为240（LCD高为240像素）for i in range(hist_x_num):if fft_amp[i] > 240:hist_height = 240else:hist_height = fft_amp[i]#计算要显示的图像，矩形实心显示。img = img.draw_rectangle((x_shift,240-hist_height,hist_width,hist_height),[255,255,255],2,True)x_shift = x_shift + hist_widthlcd.display(img) #LCD显示fft_amp.clear()  #幅度值清0

效果