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java - 降噪程序

coder 2024-02-16 原文

如果您要编写一个程序来获取麦克风输入,将其反转(通过将 1 设为 0 并将 0 设为 1 将其设置为异相),然后从扬声器中播放,这会消除声音吗?波浪物理学说,如果波峰与波谷对齐,就会发生破坏性干扰,因此如果不“完全”抵消的话,可以在这里利用它来减少噪音。我可以想象,由于反转音频的复杂性,或者甚至因为反转和播放时间太长,以至于声波已经过去,这将无法工作。如果我必须关联一种语言来执行此操作,那么它必须是 c++ 或 java(我至少在这两种语言中都胜任)。

最佳答案

是的,它会抵消声音。这或多或少就是环绕声的工作原理:通过减去左/右声道,在第 3 个扬声器中播放,并反转样本,从第 4 个扬声器中播放那些,你会得到有趣的空间效果。

此外,您不会只是想切换所有位,您会听到噪音;相反,您想否定。

使用小样本缓冲区,您的速度足以抵消某些频率的波。当这些攻击和衰减时,您会滞后,但只要波浪持续存在,您就可以有效地将其抵消。

样本缓冲区越大,延迟显然会增加,因为用样本填充缓冲区需要更长的时间。缓冲区的大小决定了设备中断发生的频率,程序将输入样本复制到输出缓冲区,同时对其应用操作。

通常以 44.1kHz 的频率进行录音,这意味着每秒有很多样本。如果您将缓冲区设置为 256 个样本,您将每秒收到 44100/256 次通知,告知您有 256 个样本要处理。

在 256 个样本时,您将落后 256/44100 = 0.0058 秒或 5.8 毫秒。声音以大约 340 m/s 的速度传播,因此声波会移动 1.97 米(340 * 5.8 毫秒)。该波长对应于 172 Hz (44100/256) 的频率。这意味着您只能有效地抵消频率低于该频率的频率,因为频率较高的频率在 5.8 毫秒内“移动”不止一次,因此高于最大“采样率”(如果您愿意的话)。

对于 64 个样本,频率将为 44100/64 = 689 Hz。而且,这是最大频率!这意味着您可以消除低音和人声的基频,但不能消除谐波。

典型操作系统的时钟频率设置为 500、1000 或 2000 Hz,这意味着您最多可以使用大约两到三个样本的样本缓冲区,从而为您提供 500、1000 或 2000 Hz 的最大频率.电话的最大频率通常约为 3500 Hz。

您可以获得高达 32kHz 左右的系统时钟,并直接轮询 ADC 以达到这样的频率。但是,您可能需要将一个焊接到您的 LPT 并运行自定义操作系统,这意味着 Java 是不可能的,或者使用运行 Java 的预制实时嵌入式系统(请参阅@zapl 的评论链接)。

有一件事我忘了提,您需要考虑声源、麦克风和扬声器的位置。理想情况下,所有 3 个都在同一个地方,所以没有延迟。但这几乎永远不会是这种情况,这意味着您会得到一个干扰模式:房间中会有声音被抵消的点,以及没有被抵消的点之间。

关于java - 降噪程序,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/33792615/

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