Как работает анализатор звукового спектра

FFT.

И дальше что мне с ним делать? Во всяких туториалах то на телевизор спектр выведут, то на RGB матрицу. Мне нужно, например, подключить 4 диода и разбить сигнал на 4 полосы, может мне fft и не нужен.

Преобразование Фурье очень просто масштабируется на сколько нужно бэндов. Можно оставить всего три штуки: НЧ,СЧ,ВЧ и установить пороги для срабатывания диодов. То есть на выходе Вы получаете просто 3 float-а, обозначающие мощность по бэндам. А уж выводить можно как угодно. Если промежутки нужны какие-то особые, можно делать FFT с большим буфером, а потом усреднять результат. Только окно, пожалуйста, юзайте в таком случае.

Вот есть у меня звук и микрофон, который может звук «услышать» и сказать мне о нем числом между 0 и 255. Что мне это дает?

Ничего не даёт. Звук — это волна, одно число его практически никак не описывает. Однако, можно юзать FIR/IIR.

Да, понимаю что волна, но если я возьму, например, 10 значений подряд я же не получу спектр частот, я получу спектр громкости по времени. В общем раскуриваю fft более основательно чем раньше.

Дак FFT это и есть переход из временной в частотную область. :) Там ничего сложного, формула перехода достаточно проста. Просто реализуйте аккуратно, проверяйте результат на известных сигналах. Сразу советую посмотреть дискретное косинусное преобразование. Если Вас не интересует фаза сигнала, ДКП куда проще реализуется (не требует комплексных чисел).

Тут своя особенность - на детектирование низкой частоты по определению нужно больше времени, чем на высокую. Потому часто имеет смысл юзать несколько фильтров разной длины - один короткий, который быстро определяет высокую частоту, второй - длинный, который тупит, но дает хорошую точность в низких частотах. Наложение результатов фильтров - тема отдельного секса.

Да, ТС - при выводе инфы не забывай, что при выводе гистограммы тебе нужно делать на отдельной полосе 1. быстрое наростание уровня, если частота появилась и 2. медленное спадание, если она исчезла. Иначе будет неюзабельное аццкое дрожение.

И да, не уверен, что ардуина потянет FFT по скорости.

Да, ТС - при выводе инфы не забывай <...>

Да мне пока бы просто в последовательный порт выводить у какой частоты какая «громкость». Учту

И да, не уверен, что ардуина потянет FFT по скорости.

Вроде тянет, есть проекты.

Потому часто имеет смысл юзать несколько фильтров разной длины - один короткий, который быстро определяет высокую частоту, второй - длинный, который тупит, но дает хорошую точность в низких частотах

ТСу скорее всего не критично.

Иначе будет неюзабельное аццкое дрожение.

Опять же, если не strict realtime, можно ограничиться простым усреднением по паре последних отсчётов.

И да, не уверен, что ардуина потянет FFT по скорости.

Зависит от частоты дискретизации входа и, соответственно, желаемых диапазонов частот.

Опять же, если не strict realtime, можно ограничиться простым усреднением по паре последних отсчётов.

Менее юзабельно. Прогони на реальном звуке - увидишь. Важно видеть, что частота X была, а это реализуется плавным спаданием. А отзывчивость - это как раз быстрый взлет. Так проф. анализаторы отображают. Заодно еще и гламурнее выходит:)

Кстати, проще экспоненту делать - она для вычисления требует хранения только предыдущего результата. Это если с наличием FPU проблем нет.

И дальше что мне с ним делать? Во всяких туториалах то на телевизор спектр выведут, то на RGB матрицу. Мне нужно, например, подключить 4 диода и разбить сигнал на 4 полосы, может мне fft и не нужен.

На ардуине цветомузыку делаешь? Shaman007, верни тред взад (в толки).

Как например. Вообще будет матрица с возможностью управления по синезубу и другим подобным внешним раздражителям, хочу чтоб какой-то «динамический контент» отправлялся на матрицу, а как он там будет выводиться - зависит от внешних факторов. Самый красивый на мой взгляд вариант для генерации такой динамики это светомузыка.

Вообще, кстати, разобрался с fft (нашел какую-то fixed_fft библиотеку, вроде она проще и легче).

не уверен, что ардуина потянет FFT по скорости

Z80 как-то тянул.