音频频谱分析仪 - 来自麦克风的实时 FFT

将声音视作实时频谱:直接通过麦克风查看 FFT 柱、峰值频率和最近的音符。

按开始并允许访问麦克风。吹口哨、演奏乐器,或让房间发声——分析仪会显示能量所在位置,并标出最强频率。不会录制或上传任何内容。

音频频谱分析仪 - 来自麦克风的实时 FFT
将声音视作实时频谱:直接通过麦克风查看 FFT 柱、峰值频率和最近的音符。
峰值频率
— 启动麦克风以测量
频率分辨率
23.44 Hz
分析窗口
42.67 ms
频率分箱
1,024

频率分辨率 = 采样率 ÷ FFT 大小;分析窗口 = FFT 大小 ÷ 采样率;FFT 产生 FFT 大小 ÷ 2 个可用分箱,最高到采样率的一半。

按标称 48,000 Hz 采样率显示分辨率;麦克风启动后,读数将使用设备的实际采样率。

关于此实时频谱分析仪

频谱分析仪将声音变成图像:横轴是频率,纵轴是电平,每一根竖条都表示麦克风在一个狭窄频段拾取到的能量。其底层是 AnalyserNode 每秒多次对输入音频执行快速傅里叶变换(FFT)。您选择的 FFT 大小决定了所有频谱分析的基本取舍:更大的 FFT 会将频谱分成更细的切片(频率分辨率更好),但每帧需要更长的一段音频(时间分辨率更差)。在 48,000 Hz 采样率下,2,048 点 FFT 每个分箱约为 23.4 Hz,并在约 43 ms 内响应;8,192 点 FFT 则将分辨率提高到每箱约 5.9 Hz,但代价是 171 ms 的窗口会模糊快速瞬态。鼓和语音选小尺寸,调音和低音工作选大尺寸。 实际能做什么?经典用途是房间声学:通过扬声器播放歌曲或粉红噪声并观察频谱。在 40 到 120 Hz 区域、靠近角落会增强的顽固隆起,是由房间尺寸决定驻波形成的房间模态;移动扬声器或聆听位置会明显使它变平。现场工程师用分析仪寻找反馈:当扩声系统开始啸叫时,反馈频率会显示为一根持续上升的细尖峰,峰值读数会给出应在图示均衡器上衰减的频率,以免尖叫声失控。 音乐人可以直接读取泛音。弹一个吉他单音,就会看到基频以及整数倍泛音的阶梯——110 Hz 的 A 音会在约 220、330 和 440 Hz 处出现尖峰——这很适合理解音色、发现品丝杂音能量,或检查钢琴弦的分音是否在正确位置。峰值读数会把最强频率转换为最近的十二平均律音符及其音分偏差,因此分析仪也可作为吹口哨、唱歌和持续发声乐器的粗略半音调音器。 冻结按钮会保留当前帧,供您检查而不会让显示不断跳动;分析仪会在帧间进行适度平滑,使频柱清晰而不慌乱。麦克风流禁用了回声消除和降噪等音频处理,因为这些功能会有意改变您要观察的频谱。一切都在浏览器本地运行——麦克风信号仅在内存中分析,绝不会被录制、存储或传输。

读取频谱:实例说明

在 48,000 Hz 采样率下常见的现象及其实际数值。

您分析的内容显示内容解读
一个口哨音一根干净的尖峰,例如峰值 1,047 Hz — C6,几乎没有泛音口哨接近纯正弦音,因此很适合作为调音器测试。
吉他的空弦低 E(82.4 Hz)在约 82、165、247 和 330 Hz 处出现尖峰基频整数倍的泛音阶梯赋予吉他独特的音色。
处于反馈边缘的扩声系统一个频率上不断升高的细而持续的尖峰,例如 2,510 Hz冻结显示,读取峰值,在听到明显啸叫前削减均衡器中的该频段。
小型未处理房间中播放的音乐45 到 60 Hz 附近出现宽阔隆起,靠墙时增强这是房间模态:对于 4 m 的房间,第一个轴向模态约在 43 Hz(343 ÷ 2 × 4)。
FFT 大小为 8,192 时的静音较低的噪声底;分辨率读数约为 5.9 Hz大 FFT 能显示窄带嗡声——市电嗡声出现在 50 或 60 Hz 及其倍频处。

如何使用频谱分析仪

  1. 按启动麦克风,并在浏览器询问时允许访问;频柱会立即开始移动。
  2. 选择 FFT 大小:2,048 适合快速变化的素材,4,096 是全能选择,8,192 适合精确的低频工作。
  3. 发出声音——播放音乐、乐器或测试音——并读取峰值频率和最近音符。
  4. 按冻结以保留有趣的帧供检查,然后按继续。
  5. 完成后按停止;麦克风流会被完全释放。

频谱分析仪常见问题

FFT 大小实际改变什么?
它决定每个分析帧使用多少采样。频率分辨率等于采样率除以 FFT 大小,所以在 48,000 Hz 下,2,048 的 FFT 分箱宽约 23.4 Hz,而 8,192 将其缩窄到约 5.9 Hz。代价是时间:更大的 FFT 在更长窗口上平均,因此快速事件会显得模糊。
为什么音乐中的峰值读数会跳动?
真实音乐中最响的频率不断变化——这一刻是底鼓,下一刻是人声。若要稳定读数,请分析持续的单一声源,例如保持的音符、口哨或测试音。也可使用冻结按钮:它会保留一帧,让您从容读取。
我能把它用作乐器调音器吗?
对于持续且相当纯净的音调,可以——峰值会转换为最近音符和音分偏差。对于低音乐器弦,先切换到 FFT 8,192:在 48,000 Hz 下,约 5.9 Hz 的分箱接近低音频率处的一个半音,这也是普通 FFT 峰值读数的极限。专用调音器会进一步插值。
如何用它找到反馈频率?
将系统调到即将啸叫,观察在其他内容跳动时仍持续上升的细尖峰,冻结显示并读取峰值频率。小型扩声设置的常见问题在 250 到 500 Hz(浑浊的房间)和 2 到 4 kHz(指向返听音箱的人声麦克风)。在该处削减窄频段后重新测试。
为什么我看不到 20 kHz 左右以上的内容?
FFT 只能报告最高至采样率一半的频率(奈奎斯特极限)——48,000 Hz 设备为 24,000 Hz。大多数麦克风和面向语音的采集链路本来也会在此之前很早滚降,因此笔记本麦克风可用的最高频率通常是 16 到 20 kHz。
我的麦克风音频会被录制或发送到任何地方吗?
不会。音频流直接进入浏览器中的分析器节点,后者计算幅度后立即丢弃音频。不会保存任何内容;停止分析仪会完全释放麦克风——浏览器的录音指示器会关闭。