torch.functional.stft

torch.functional.stft(input, n_fft, hop_length=None, win_length=None, window=None, center=True, pad_mode='reflect', normalized=False, onesided=None, return_complex=None, align_to_window=None)

短時傅立葉變換 (STFT)。

警告

從 1.8.0 版本開始，對於實數輸入，return_complex 必須始終顯式給出，並且 return_complex=False 已被棄用。強烈建議使用 return_complex=True，因為在未來的 PyTorch 版本中，此函式將僅返回複數張量。

請注意，可以使用 torch.view_as_real() 來恢復一個具有額外最後一個維度來表示實部和虛部的實數張量。

警告

從 2.1 版本開始，如果未指定 window，則會提供警告。在未來的版本中，此屬性將是必需的。當前未提供視窗將預設使用矩形視窗，這可能會導致不希望出現的偽影。請考慮使用漸變視窗，例如 torch.hann_window()。

STFT 計算輸入短重疊視窗的傅立葉變換。這可以給出訊號隨時間變化的頻率分量。此函式介面模仿了（但*不是*完全相容） librosa 的 stft 函式。

忽略可選的批處理維度，此方法計算以下表達式：

$$X[\omega, m] = \sum_{k = 0}^{\text{win\_length-1}}$$

其中 $m$ 是滑動視窗的索引，而 $\omega$ 是頻率，對於 onesided=False，$0 \leq \omega < \text{n\_fft}$，或者對於 onesided=True，$0 \leq \omega < \lfloor \text{n\_fft} / 2 \rfloor + 1$。

• input 必須是 1D 時間序列或 2D 時間序列批次。

• 如果 hop_length 是 None（預設值），它將被視為等於 floor(n_fft / 4)。

• 如果 win_length 是 None（預設值），它將被視為等於 n_fft。

• window 可以是大小為 win_length 的 1D 張量，例如，來自 torch.hann_window()。如果 window 是 None（預設值），它將被視為視窗中所有位置都為 $1$。如果 $\text{win\_length} < \text{n\_fft}$，window 將在兩側填充到長度 n_fft 後再應用。

• 如果 center 為 True（預設值），input 將在兩側填充，以便第 $t$ 個幀位於時間 $t \times \text{hop\_length}$ 的中心。否則，第 $t$ 個幀開始於時間 $t \times \text{hop\_length}$。

• pad_mode 確定了當 center 為 True 時在 input 上使用的填充方法。有關所有可用選項，請參閱 torch.nn.functional.pad()。預設為 "reflect"。

• 如果 onesided 為 True（實數輸入的預設值），則只返回 $\omega$ 在 $\left[0, 1, 2, \dots, \left\lfloor \frac{\text{n\_fft}}{2} \right\rfloor + 1\right]$ 中的值，因為實數到複數的傅立葉變換滿足共軛對稱性，即 $X[m, \omega] = X[m, \text{n\_fft} - \omega]^*$。如果輸入或視窗張量是複數，則不可能進行 onesided 輸出。

• 如果 normalized 為 True（預設為 False），則函式返回歸一化的 STFT 結果，即乘以 $(\text{frame\_length})^{-0.5}$。

• 如果 return_complex 為 True（如果輸入是複數，則為預設值），則返回一個 input.dim() + 1 維的複數張量。如果為 False，則輸出是一個 input.dim() + 2 維的實數張量，其中最後一個維度表示實部和虛部。

返回一個大小為 $(* \times N \times T)$ 的複數張量（如果 return_complex 為 true），或者一個大小為 $(* \times N \times T \times 2)$ 的實數張量。其中 $*$ 是 input 的可選批處理大小，$N$ 是應用 STFT 的頻率樣本數，$T$ 是使用的總幀數。

警告

此函式在 0.4.1 版本更改了簽名。使用先前簽名呼叫可能會導致錯誤或返回不正確的結果。

引數

• input (Tensor) – 輸入張量，形狀為 (B?, L)，其中 B? 是可選的批處理維度

• n_fft (int) – 傅立葉變換的大小

• hop_length (int, optional) – 相鄰滑動視窗幀之間的距離。預設值：None（視為等於 floor(n_fft / 4)）

• win_length (int, optional) – 視窗幀和 STFT 濾波器的尺寸。預設值：None（視為等於 n_fft）

• window (Tensor, optional) – 可選的視窗函式。形狀必須是 1d 且 <= n_fft。預設值：None（視為所有 $1$ 的視窗）

• center (bool, optional) – 是否在兩側填充 input，以便第 $t$ 個幀位於時間 $t \times \text{hop\_length}$ 的中心。預設值：True

• pad_mode (str, optional) – 控制當 center 為 True 時使用的填充方法。預設值："reflect"

• normalized (bool, optional) – 控制是否返回歸一化的 STFT 結果。預設值：False

• onesided (bool, optional) – 控制是否為實數輸入和視窗返回一半結果以避免冗餘。預設值：對於實數 input 和 window 為 True，否則為 False。

• return_complex (bool, optional) –

  控制是否返回一個複數張量，或者一個帶有額外最後一個維度表示實部和虛部的實數張量。

  已更改版本 2.0: 對於實數輸入，return_complex 現在是必需引數，因為預設值正在過渡到 True。

  已棄用版本 2.0: return_complex=False 已棄用，請改用 return_complex=True。請注意，對輸出呼叫 torch.view_as_real() 可以恢復棄用的輸出格式。

返回

返回一個形狀為 (B?, N, T, C?) 的 STFT 結果張量，其中：

• B? 是輸入的（可選）批處理維度。

• N 是頻率樣本數，對於 onesided=True 為 (n_fft // 2) + 1，否則為 n_fft。

• T 是幀數，對於 center=True 為 1 + L // hop_length，否則為 1 + (L - n_fft) // hop_length。

• C? 是一個可選的長度為 2 的實部和虛部維度，當 return_complex=False 時存在。

返回型別

張量