草庐IT

java - 如何计算java中音频信号的电平/幅度/分贝?

coder 2024-03-15 原文

我想在 java 中为麦克风创建一个音频电平表来检查输入的音量。它应该看起来像操作系统之一。我不是在问 gui。它只是计算

产生的字节流中的音频电平
n = targetDataLine.read( tempBuffer , 0 , tempBuffer.length );

所以我已经有一些正在运行的东西,但它甚至离我的操作系统 (windows) 的电平表还差得很远,它卡在中间。我的值介于 0 和 100 之间,这很好,但在中间音量中,无论输入有多大声,它都会停留在 60 左右。

我现在是这样计算的:

            amplitude = 0;
        for (int j = 0; j < tempBuffer.length; j = j +2 ){
            if (tempBuffer[j] > tempBuffer[j+1])
                amplitude = amplitude + tempBuffer[j] - tempBuffer[j+1];
            else amplitude = amplitude + tempBuffer[j + 1] - tempBuffer[j];
        }
        amplitude = amplitude / tempBuffer.length * 2;

是否有更好/更精确的方法来计算音频电平以进行监控?还是我可能犯了一个重大错误?

这是我的音频格式:

public static AudioFormat getAudioFormat(){
    float sampleRate = 20000.0F;
    //8000,11025,16000,22050,44100
    int sampleSizeInBits = 16;
    //8,16
    int channels = 1;
    //1,2
    boolean signed = true;
    //true,false
    boolean bigEndian = false;
    //true,false
    return new AudioFormat( sampleRate, sampleSizeInBits, channels, signed, bigEndian );
    //return new AudioFormat(AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, 8000.0F, 8, 1, 1, 8000.0F, false);
}

最佳答案

主要问题似乎是您读取的音频数据不正确。

具体来说,我不太确定这段摘录是什么意思:

if (tempBuffer[j] > tempBuffer[j+1])
    ... tempBuffer[j] - tempBuffer[j+1];
else
    ... tempBuffer[j + 1] - tempBuffer[j];

但是无论如何,由于您正在记录 16 位数据,因此字节数组中的字节本身没有意义。每个字节仅代表每个样本中 1/2 的位。在对它们进行任何操作之前,您需要将它们“解包”为 int、float 等。对于原始 LPCM,连接字节是通过移动它们并将它们组合在一起来完成的。

这是一个 MCVE,用于演示 Java 中的基本电平表(RMS 和简单峰值保持)。

import javax.swing.SwingUtilities;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JComponent;

import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import javax.swing.border.EmptyBorder;

import javax.sound.sampled.AudioFormat;
import javax.sound.sampled.TargetDataLine;
import javax.sound.sampled.AudioSystem;
import javax.sound.sampled.LineUnavailableException;

public class LevelMeter extends JComponent {
    private int meterWidth = 10;

    private float amp = 0f;
    private float peak = 0f;

    public void setAmplitude(float amp) {
        this.amp = Math.abs(amp);
        repaint();
    }

    public void setPeak(float peak) {
        this.peak = Math.abs(peak);
        repaint();
    }

    public void setMeterWidth(int meterWidth) {
        this.meterWidth = meterWidth;
    }

    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        int w = Math.min(meterWidth, getWidth());
        int h = getHeight();
        int x = getWidth() / 2 - w / 2;
        int y = 0;

        g.setColor(Color.LIGHT_GRAY);
        g.fillRect(x, y, w, h);

        g.setColor(Color.BLACK);
        g.drawRect(x, y, w - 1, h - 1);

        int a = Math.round(amp * (h - 2));
        g.setColor(Color.GREEN);
        g.fillRect(x + 1, y + h - 1 - a, w - 2, a);

        int p = Math.round(peak * (h - 2));
        g.setColor(Color.RED);
        g.drawLine(x + 1, y + h - 1 - p, x + w - 1, y + h - 1 - p);
    }

    @Override
    public Dimension getMinimumSize() {
        Dimension min = super.getMinimumSize();
        if(min.width < meterWidth)
            min.width = meterWidth;
        if(min.height < meterWidth)
            min.height = meterWidth;
        return min;
    }

    @Override
    public Dimension getPreferredSize() {
        Dimension pref = super.getPreferredSize();
        pref.width = meterWidth;
        return pref;
    }

    @Override
    public void setPreferredSize(Dimension pref) {
        super.setPreferredSize(pref);
        setMeterWidth(pref.width);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                JFrame frame = new JFrame("Meter");
                frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

                JPanel content = new JPanel(new BorderLayout());
                content.setBorder(new EmptyBorder(25, 50, 25, 50));

                LevelMeter meter = new LevelMeter();
                meter.setPreferredSize(new Dimension(9, 100));
                content.add(meter, BorderLayout.CENTER);

                frame.setContentPane(content);
                frame.pack();
                frame.setLocationRelativeTo(null);
                frame.setVisible(true);

                new Thread(new Recorder(meter)).start();
            }
        });
    }

    static class Recorder implements Runnable {
        final LevelMeter meter;

        Recorder(final LevelMeter meter) {
            this.meter = meter;
        }

        @Override
        public void run() {
            AudioFormat fmt = new AudioFormat(44100f, 16, 1, true, false);
            final int bufferByteSize = 2048;

            TargetDataLine line;
            try {
                line = AudioSystem.getTargetDataLine(fmt);
                line.open(fmt, bufferByteSize);
            } catch(LineUnavailableException e) {
                System.err.println(e);
                return;
            }

            byte[] buf = new byte[bufferByteSize];
            float[] samples = new float[bufferByteSize / 2];

            float lastPeak = 0f;

            line.start();
            for(int b; (b = line.read(buf, 0, buf.length)) > -1;) {

                // convert bytes to samples here
                for(int i = 0, s = 0; i < b;) {
                    int sample = 0;

                    sample |= buf[i++] & 0xFF; // (reverse these two lines
                    sample |= buf[i++] << 8;   //  if the format is big endian)

                    // normalize to range of +/-1.0f
                    samples[s++] = sample / 32768f;
                }

                float rms = 0f;
                float peak = 0f;
                for(float sample : samples) {

                    float abs = Math.abs(sample);
                    if(abs > peak) {
                        peak = abs;
                    }

                    rms += sample * sample;
                }

                rms = (float)Math.sqrt(rms / samples.length);

                if(lastPeak > peak) {
                    peak = lastPeak * 0.875f;
                }

                lastPeak = peak;

                setMeterOnEDT(rms, peak);
            }
        }

        void setMeterOnEDT(final float rms, final float peak) {
            SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    meter.setAmplitude(rms);
                    meter.setPeak(peak);
                }
            });
        }
    }
}

注意格式转换是硬编码的。

您还可以看到 "How do I use audio sample data from Java Sound?"我详细解释了如何从原始字节中解压音频数据。


相关:

关于java - 如何计算java中音频信号的电平/幅度/分贝?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/26574326/

有关java - 如何计算java中音频信号的电平/幅度/分贝?的更多相关文章

  1. ruby - 如何使用 Nokogiri 的 xpath 和 at_xpath 方法 - 2

    我正在学习如何使用Nokogiri,根据这段代码我遇到了一些问题:require'rubygems'require'mechanize'post_agent=WWW::Mechanize.newpost_page=post_agent.get('http://www.vbulletin.org/forum/showthread.php?t=230708')puts"\nabsolutepathwithtbodygivesnil"putspost_page.parser.xpath('/html/body/div/div/div/div/div/table/tbody/tr/td/div

  2. ruby - 如何从 ruby​​ 中的字符串运行任意对象方法? - 2

    总的来说,我对ruby​​还比较陌生,我正在为我正在创建的对象编写一些rspec测试用例。许多测试用例都非常基础,我只是想确保正确填充和返回值。我想知道是否有办法使用循环结构来执行此操作。不必为我要测试的每个方法都设置一个assertEquals。例如:describeitem,"TestingtheItem"doit"willhaveanullvaluetostart"doitem=Item.new#HereIcoulddotheitem.name.shouldbe_nil#thenIcoulddoitem.category.shouldbe_nilendend但我想要一些方法来使用

  3. python - 如何使用 Ruby 或 Python 创建一系列高音调和低音调的蜂鸣声? - 2

    关闭。这个问题是opinion-based.它目前不接受答案。想要改进这个问题?更新问题,以便editingthispost可以用事实和引用来回答它.关闭4年前。Improvethisquestion我想在固定时间创建一系列低音和高音调的哔哔声。例如:在150毫秒时发出高音调的蜂鸣声在151毫秒时发出低音调的蜂鸣声200毫秒时发出低音调的蜂鸣声250毫秒的高音调蜂鸣声有没有办法在Ruby或Python中做到这一点?我真的不在乎输出编码是什么(.wav、.mp3、.ogg等等),但我确实想创建一个输出文件。

  4. ruby-on-rails - 如何验证 update_all 是否实际在 Rails 中更新 - 2

    给定这段代码defcreate@upgrades=User.update_all(["role=?","upgraded"],:id=>params[:upgrade])redirect_toadmin_upgrades_path,:notice=>"Successfullyupgradeduser."end我如何在该操作中实际验证它们是否已保存或未重定向到适当的页面和消息? 最佳答案 在Rails3中,update_all不返回任何有意义的信息,除了已更新的记录数(这可能取决于您的DBMS是否返回该信息)。http://ar.ru

  5. ruby-on-rails - 'compass watch' 是如何工作的/它是如何与 rails 一起使用的 - 2

    我在我的项目目录中完成了compasscreate.和compassinitrails。几个问题:我已将我的.sass文件放在public/stylesheets中。这是放置它们的正确位置吗?当我运行compasswatch时,它不会自动编译这些.sass文件。我必须手动指定文件:compasswatchpublic/stylesheets/myfile.sass等。如何让它自动运行?文件ie.css、print.css和screen.css已放在stylesheets/compiled。如何在编译后不让它们重新出现的情况下删除它们?我自己编译的.sass文件编译成compiled/t

  6. ruby - 如何将脚本文件的末尾读取为数据文件(Perl 或任何其他语言) - 2

    我正在寻找执行以下操作的正确语法(在Perl、Shell或Ruby中):#variabletoaccessthedatalinesappendedasafileEND_OF_SCRIPT_MARKERrawdatastartshereanditcontinues. 最佳答案 Perl用__DATA__做这个:#!/usr/bin/perlusestrict;usewarnings;while(){print;}__DATA__Texttoprintgoeshere 关于ruby-如何将脚

  7. ruby - 如何指定 Rack 处理程序 - 2

    Rackup通过Rack的默认处理程序成功运行任何Rack应用程序。例如:classRackAppdefcall(environment)['200',{'Content-Type'=>'text/html'},["Helloworld"]]endendrunRackApp.new但是当最后一行更改为使用Rack的内置CGI处理程序时,rackup给出“NoMethodErrorat/undefinedmethod`call'fornil:NilClass”:Rack::Handler::CGI.runRackApp.newRack的其他内置处理程序也提出了同样的反对意见。例如Rack

  8. ruby - 如何每月在 Heroku 运行一次 Scheduler 插件? - 2

    在选择我想要运行操作的频率时,唯一的选项是“每天”、“每小时”和“每10分钟”。谢谢!我想为我的Rails3.1应用程序运行调度程序。 最佳答案 这不是一个优雅的解决方案,但您可以安排它每天运行,并在实际开始工作之前检查日期是否为当月的第一天。 关于ruby-如何每月在Heroku运行一次Scheduler插件?,我们在StackOverflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/8692687/

  9. ruby-on-rails - 如何从 format.xml 中删除 <hash></hash> - 2

    我有一个对象has_many应呈现为xml的子对象。这不是问题。我的问题是我创建了一个Hash包含此数据,就像解析器需要它一样。但是rails自动将整个文件包含在.........我需要摆脱type="array"和我该如何处理?我没有在文档中找到任何内容。 最佳答案 我遇到了同样的问题;这是我的XML:我在用这个:entries.to_xml将散列数据转换为XML,但这会将条目的数据包装到中所以我修改了:entries.to_xml(root:"Contacts")但这仍然将转换后的XML包装在“联系人”中,将我的XML代码修改为

  10. ruby - 如何使用文字标量样式在 YAML 中转储字符串? - 2

    我有一大串格式化数据(例如JSON),我想使用Psychinruby​​同时保留格式转储到YAML。基本上,我希望JSON使用literalstyle出现在YAML中:---json:|{"page":1,"results":["item","another"],"total_pages":0}但是,当我使用YAML.dump时,它不使用文字样式。我得到这样的东西:---json:!"{\n\"page\":1,\n\"results\":[\n\"item\",\"another\"\n],\n\"total_pages\":0\n}\n"我如何告诉Psych以想要的样式转储标量?解

随机推荐