Android 调音器开发
什么是调音器?
是一种乐器的辅助工具,用于各种弦乐器的调音,包括吉他调音器,贝斯调音器,钢琴调音器,古筝调音器,尤克里里调音器等。可根据乐音的频率判断所处的音符,从而校准改弦是否需要拧紧或者放松。
TarsosDSP接入
TarsosDSP是一个用Java编写的开源音频处理库,旨在提供音频分析和音频处理的功能。它提供了一组丰富的工具和算法,可用于音频信号的分析、转换和合成。
TarsosDSP的主要功能包括:
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音频录制和播放:可以使用TarsosDSP捕获音频输入并进行实时或离线音频处理。
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音频格式转换:可以将音频文件从一种格式转换为另一种格式,例如从MP3到WAV。
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音频特征提取:可以提取音频信号的各种特征,如频谱、光谱包络、音高、节拍等。
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音频滤波器:提供了各种滤波器,如低通、高通、带通和带阻滤波器,可用于音频信号的频率调整和去噪等任务。
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音频合成:可以使用合成算法生成音频信号,如合成特定频率的波形信号或合成复杂的音乐音轨。
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音频分析和处理:提供了一系列算法和工具,如FFT变换、MFCC(Mel频率倒谱系数)提取、音高估计、音频匹配等,用于音频信号的分析和处理。
TarsosDSP具有易于使用的API,使开发人员能够在自己的Java应用程序中轻松集成音频处理功能。它适用于各种应用领域,包括音频分析、音乐信息检索、音频特征提取、音频处理和合成等。
准备开发
了解了TarsosDSP的功能后,我们就可以去GitHub上找到并下载该库的最新包
地址(https://0110.be/releases/TarsosDSP/),下载完成后,将jar包依赖至我们的项目中
获取频率
音频分析需要录音的功能,在申请得到录音权限后,就可以通过TarsosDSP获取我们所需要的音频了
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private static final int SAMPLE_RATE = 44100;//采样率
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private static final int BUFFER_SIZE = 4096;//每一次采样大小
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private static final int OVERLAP = 768 * 4;//重叠
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private void startAnalysis() {
-
AudioDispatcher dispatcher = AudioDispatcherFactory.fromDefaultMicrophone(SAMPLE_RATE, BUFFER_SIZE, OVERLAP);
-
PitchDetectionHandler pdh = new PitchDetectionHandler() {
-
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public void handlePitch(PitchDetectionResult pitchDetectionResult, AudioEvent audioEvent) {
-
float pitch = pitchDetectionResult.getPitch();//获的频率
-
if (pitch != -1) {
-
Log.e("TAG", "handlePitch: " pitch);
-
}
-
-
}
-
};
-
AudioProcessor p = new PitchProcessor(PitchProcessor.PitchEstimationAlgorithm.YIN, SAMPLE_RATE, BUFFER_SIZE, pdh);
-
dispatcher.addAudioProcessor(p);
-
Thread audioThread = new Thread(dispatcher, "Audio Dispatcher");
-
audioThread.start();
-
}
音频分析
根据TarsosDSP返回的频率,结合音程与频率的参考数据表,就可以得到当前弦所处的音符信息
音频有效的最大最小范围计算
举例几个音符的准确频率:
D# | 155.56 |
E | 164.81 |
F | 174.61 |
即“E”音符的最小和最大频率有效范围为:
-
min = 164.81 - (164.81-155.56) / 2
-
-
max = 164.81 (174.61-164.81) / 2
音频准确的最大最小范围计算
“E”音符的最小和最大的准确范围为:
-
minAccuracy = 164.81 - (164.81-min) / 2 * 0.1
-
-
maxAccuracy = 164.81 (max-164.81) / 2 * 0.4
//0.1和0.4代表着最小和最大的准确范围计算公式
音分计算
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private double accuracy = 164.81; //准确频率
-
private double cc = 166.00; //当前得到的频率
-
private static double rate = 1.0005778; //音分倍率
-
double cent = Math.log(accuracy / cc) / Math.log(rate); //cent为音分值(-12.4)
总结
根据得到的频率,再参考准确值的音符数据表,可得出当前处于哪个音符的有效值范围,调音器页面就可以提示用户需要拧紧或者放松,若当前频率处于准确的最大和最小范围中,即为准确音符。如需要音符的参考数据表格,欢迎评论区找我
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