如何在MATLAB中从自相关数据中提取峰值？

我有关于音轨的信息（20000帧数据），我使用以下方法自动关联：

[r,lags] = xcorr(XX,XX,'biased');

看起来是这样的：

希望到目前为止一切都很好。理想情况下，我希望能够获取对应于第二个峰值最高部分的帧编号。我读了很多书，尝试了很多不同的方法，但我似乎无法让它为我检索信息

谁能告诉我该做什么

非常感谢

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edit1: 我尝试过使用

findpeaks

，但它似乎对我不起作用。我不确定这是否是因为我使用了错误的数据

edit2:我目前正在测试一种仅用于此音频曲目的方法，但很快我想扩展它，以便在整个文件目录中执行此方法，因此我需要一种能够检测峰值而不是自己查找信息的脚本

edit3:My.M文件：

[y, fs, nb] = wavread('Three.wav');                 %# Load the signal into variable y

frameWidth = 441;                                   %# 10ms
numSamples = length(y);                             %# Number of samples in y
numFrames = floor(numSamples/frameWidth);           %# Number of full frames in y
energy = zeros(1,numFrames);                        %# Initialize energy
startSample = zeros(1,numFrames);                   %# Initialize start indices
endSample = zeros(1,numFrames);                     %# Initialize end indices

for frame = 1:numFrames                             %# Loop over frames
  startSample(frame) = (frame-1)*frameWidth+1;      %# Starting index of frame
  endSample(frame) = frame*frameWidth;              %# Ending index of frame
  frameIndex = startSample(frame):endSample(frame); %# Indices of frame samples
  energy(frame) = sum(y(frameIndex).^2);            %# Calculate frame energy
end                                                 %# End loop

XX = filtfilt(ones(1,10)/10, 1, energy);            %# Smooths signal

[r,lags] = xcorr(XX,XX,'biased');                   %# Auto-correlates the data
plot(lags,r), xlabel('lag'), ylabel('xcorr')        %# Plots data

使用低通滤波器平滑数据（或使用多个周围样本平均每个样本）

通过查找最高采样值，找到中心的峰值

通过搜索第一个比前一个样本的值更高的样本，找到峰值右侧的谷

通过将第一个样本的值搜索到比前一个样本的值小的值，找到山谷右侧的峰值

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如果你有信号处理工具箱，我认为findpeaks函数应该可以帮你完成这项工作

比如：

th = x //(some value that will overlook noise in the data. See the documentation)
[peaks locs] = findpeaks(a,'threshold',th)

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我习惯于在图像强度数据上使用它，它没有你的数据那么多的局部方差（你的图中那些看起来“厚”的部分只是许多快速上下移动的数据点，对吧？）。您可能需要先将数据平滑一点，以使其正常工作。

作为第一步，您应该使用

xcorr

的第二个输出参数，以使绘图上的单位正确：

Fs = length(data)./T; % or replace with whatever your sample frequency is (44.1 kHz?)
[a,lags] = xcorr(data,data,'biased');
plot(lags./Fs,a);

现在，您可以使用您最喜欢的方法获得第二个峰值的滞后；如果只需要执行一次，图中的data explorer按钮就可以了。如果您需要重复执行此操作，我看不到任何方法可以避免进入

FindPeak

或类似程序。

编辑：

%# load the signal
[y, fs, nb] = wavread('Three.wav');
y = mean(y,2);                               %# stereo, take avrg of 2 channels

%# Calculate frame energy
fWidth = round(fs*10e-3);                    %# 10ms
numFrames = floor(length(y)/fWidth);
energy = zeros(1,numFrames);
for f=1:numFrames
  energy(f) = sum( y((f-1)*fWidth+1:f*fWidth).^2 );
end

%# smooth the signal (moving average with window size = 1% * length of data)
WINDOW_SIZE = round(length(energy) * 0.01);  %# 200
XX = filtfilt(ones(1,WINDOW_SIZE)/WINDOW_SIZE, 1, energy);

%# auto-correlation
[r,lags] = xcorr(XX, 'biased');

%# find extrema points
dr = diff(r);
eIdx = find(dr(1:end-1) .* dr(2:end) <= 0) + 1;

[~,loc] = sort(r(eIdx), 'descend');
loc = loc(1:min(3,end));                     %# take the highest 3 values

%# plot
plot(lags,r), hold on
plot(lags(eIdx), r(eIdx), 'g*')
plot(lags(eIdx(loc)), r(eIdx(loc)), 'ro')
hold off, xlabel('lag'), ylabel('xcorr')

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请注意，在计算自相关函数的导数之前，我们对信号进行了平滑处理，以便找到

，您可以使用FindPeak两次。首先获得峰值的初始估计值，并使用该结果微调第二次调用FindPeak的输入参数。从这个问题来看，您似乎想要计算音高值。 代码如下：

maxlag = fs/50;
r = xcorr(x, maxlag, 'coeff');
r_slice = r(ceil(length(r)/2) : length(r));
[pksh,lcsh] = findpeaks(r_slice);

if length(lcsh) > 1
short = mean(diff(lcsh));
else
    short = lcsh(1)-1;
end

[pklg,lclg] = findpeaks(r_slice,'MinPeakDistance',ceil(short),'MinPeakheight',0.3);

if length(lclg) > 1
    long = mean(diff(lclg));
else
    if length(lclg) > 0
        long = lclg(1)-1;
    else
        long = -1;
    end
end

if long > 0
    pitch = fs / long; % fs is sample rate in Hertz

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以上是给定代码的修改版本

图上的单位是多少？自相关给出了单个集合与自身的相关性，第二个集合偏移了一定数量的样本（或“帧”）。你的图表（我认为）显示了作为偏移量（x轴）函数的相关性（y轴），因此第二个峰值不对应于单个帧。听起来你没有正确解释自相关性。它给出了信号在时间滞后tau时与自身的平均相关程度。如上所述，所有数据对[t_i，t_i-tau]对给定tau的最终自相关贡献相等。也许你在问如何找到对应于你指示的峰值的滞后值tau？@MusiGenesis“数据”包含了这张图片中显示的内容：-我假设Y轴是相关性，x轴是帧编号，其中“2”是零滞后点…@Matt Mizumi是的，在这种情况下，滞后值将是完美的，因为我可以将其转换为帧数。@马克·斯皮维：您也可以从上面上传“Three.wav”文件吗。您可以使用类似于宿主文件的东西..是的，当前findpeaks不想输出任何东西。即使您使用它时没有阈值选项？FindPeak返回什么错误/警告？xcorr返回的数据是什么格式？Findpeaks只适用于Nx1或1xN向量。是的，我尝试了各种不同的选项，但它只返回一个空白矩阵。在某些命令上，它表示输出参数太多。xcorr返回一个1x40081双精度。你能用你尝试过但没有成功的例子更新你的问题吗？我希望我可以使用某个命令，而不是制作一个低通滤波器。正如你可能知道的，我使用MATLAB的技术不是很熟练。这与我想要的很相似，这很好，但当然，对于你的信号，你看到的是一个单峰。正如我在第一篇文章中提到的，我正在努力确定右边第二个峰值周围的值——我只是不知道公式@马克·斯皮维：如果将移动平均窗口大小增加到200（即增加平滑效果）

XX=filtfilt（one（1200）/200，1，energy）

，那么只需运行我上面发布的相同代码，即可正确标记峰值：为什么绘图上的y轴的最大xcorr值为1，而我的增加了500？那肯定不对？我还得到奇怪的“loc”数据，例如12、16、8。因此，我认为我又做错了。@Mark Spivey:这肯定是进行这种自动信号处理的困难之一，很难获得适用于所有输入数据的值。我需要重复使用它，因为我希望将来将其用作批处理脚本。但我仍然在努力使用FindPeak。

maxlag = fs/50;
r = xcorr(x, maxlag, 'coeff');
r_slice = r(ceil(length(r)/2) : length(r));
[pksh,lcsh] = findpeaks(r_slice);

if length(lcsh) > 1
short = mean(diff(lcsh));
else
    short = lcsh(1)-1;
end

[pklg,lclg] = findpeaks(r_slice,'MinPeakDistance',ceil(short),'MinPeakheight',0.3);

if length(lclg) > 1
    long = mean(diff(lclg));
else
    if length(lclg) > 0
        long = lclg(1)-1;
    else
        long = -1;
    end
end

if long > 0
    pitch = fs / long; % fs is sample rate in Hertz