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简介

ooura 是一款基于 C 语言开发的数字信号处理库，提供了常用的数字信号处理算法，包括傅里叶变换、离散余弦变换、FIR 滤波器、IIR 滤波器等等。ooura 可以用于音频处理、图像处理等数字信号处理的领域，具有高效、准确、可靠的特点。

npm 包 ooura 是基于 ooura 库的封装，方便 JavaScript 程序员在前端项目中使用数字信号处理算法，不需要学习 C 语言的语法和API，只需要使用简单的 JavaScript 代码就可以实现数字信号处理的功能。

本文将会介绍 npm 包 ooura 的使用方法，包括安装、初始化、API 等等。本文同样包含相关示例代码和概念的解释，可以帮助读者更深入的理解数字信号处理的概念和实现。

安装

在使用 npm 包 ooura 前，需要先安装 ooura 库。为了方便起见，本文提供了 ooura 的压缩包，可以在以下链接进行下载：

https://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~ooura/fft.tgz

下载之后将 fft 文件夹解压到项目文件夹，文件夹中包含了 ooura 库的源码和头文件，可以供程序员参考。

安装 npm 包 ooura 的命令为：

npm install ooura

初始化

安装成功之后，使用以下代码引入库：

import {ooura} from 'ooura';

接下来就可以开始使用 ooura 提供的 API 了。

API

以下是 ooura 提供的一些 API：

fft(n, x, y)

执行快速傅里叶变换（FFT）。

n : FFT 运算的点数，必须是 2 的幂次。
x : 输入序列。必须是长度为 n 的实数数组。
y : 输出序列。必须是长度为 n 的实数数组 (长度应该是 n+2, 因为内部处理需要额外的空间)。

let n = 16;
let x = [1, 2, 3, ... , 16];
let y = new Array(n+2).fill(0);

ooura.fft(n, x, y);

console.log(y); // 输出 FFT 后的结果数组

ifft(n, x, y)：

执行反向 FFT 变换。即根据快速傅里叶变换的结果还原出原始序列。

n : FFT 运算的点数，必须是 2 的幂次。
x : 输入序列。必须是长度为 n 的实数数组。
y : 输出序列。必须是长度为 n 的实数数组 (长度应该是 n+2, 因为内部处理需要额外的空间)。

let n = 16;
let x = [1, 2, 3, ... , 16];
let y = new Array(n+2).fill(0);

ooura.fft(n, x, y);
ooura.ifft(n, y, x); //将 x 覆盖为恢复后的值

console.log(x); // 输出还原后的原始序列

dct-2(n, x, y):

执行离散余弦变换 (DCT-II)。

n : DCT 运算的点数。
x : 输入序列。必须是长度为 n 的实数数组。
y : 输出序列。必须是长度为 n 的实数数组。

let n = 16;
let x = [1, 2, 3, ... , 16];
let y = new Array(n).fill(0);

ooura.dct-2(n, x, y);

console.log(y); // 输出 DCT 变换的结果数组

idct-2(n, x, y):

执行反向离散余弦变换 (IDCT-II)。

n : DCT 运算的点数。
x : 输入序列。必须是长度为 n 的实数数组。
y : 输出序列。必须是长度为 n 的实数数组。

let n = 16;
let x = [1, 2, 3, ... , 16];
let y = new Array(n).fill(0);

ooura.dct-2(n, x, y);
ooura.idct-2(n, y, x); //将 x 覆盖为恢复后的值

console.log(x); // 输出还原后的原始序列

fir(n, b, x, y)：

使用 FIR 滤波器对输入序列进行滤波。FIR 滤波器是一种数字滤波器，可以用来实现数字信号的过滤等操作。

n : 滤波器运算的点数。
b : 滤波器的系数。必须是长度为 n 的实数数组。
x : 输入序列。必须是长度为 n+2 的实数数组。
y : 输出序列。必须是长度为 n+2 的实数数组。

let n = 16;
let b = [1, 0.5, 0.3, ... , 0.1];
let x = [1, 2, 3, ... , 18];
let y = new Array(n+2).fill(0);

ooura.fir(n, b, x, y);

console.log(y); // 输出滤波后的结果数组

iir-1(n, a, b, x, y)：

使用一阶 IIR 滤波器对输入序列进行滤波。一阶 IIR 滤波器是一种数字滤波器，可以用来实现数字信号的过滤等操作。

n : 滤波器运算的点数。
a : IIR 滤波器的 a 系数。必须是长度为 2 的实数数组。
b : IIR 滤波器的 b 系数。必须是长度为 2 的实数数组。
x : 输入序列。必须是长度为 n+2 的实数数组。
y : 输出序列。必须是长度为 n+2 的实数数组。

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iir-2(n, a, b, x, y)：

使用二阶 IIR 滤波器对输入序列进行滤波。二阶 IIR 滤波器是一种数字滤波器，可以用来实现数字信号的过滤等操作。

n : 滤波器运算的点数。
a : IIR 滤波器的 a 系数。必须是长度为 3 的实数数组。
b : IIR 滤波器的 b 系数。必须是长度为 3 的实数数组。
x : 输入序列。必须是长度为 n+4 的实数数组。
y : 输出序列。必须是长度为 n+4 的实数数组。

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示例代码

以下代码展示了如何使用 ooura 模块对音频采样数据进行 FFT 变换并绘制频谱图。示例代码使用了 Web Audio API 来采集音频数据，同时使用了 HTML Canvas 绘制频谱图。

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总结

本文介绍了 npm 包 ooura 的使用方法，包括安装、初始化、API 等等，并配合相关示例代码和概念的解释，可以帮助读者更深入的理解数字信号处理的概念和实现。希望本文可以对读者在数字信号处理领域有所帮助。

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