Question

我有一组简短的WAV文件，我想用Java处理各种数字信号处理算法。我需要为此目的获得一个int值样本数组，以11025 Hz帧速率编码。

源文件有几种不同的采样率，包括11025 Hz和44100 Hz。这是我试图用来阅读它们的代码：

// read the WAV file
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File("test.wav"));
AudioInputStream audioInputStream = AudioSystem.getAudioInputStream(fileInputStream );

// copy the AudioInputStream to a byte array called buffer
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] data = new byte[4096];
int tempBytesRead = 0;
int byteCounter = 0;
while ((tempBytesRead = audioInputStream.read(data, 0, data.length)) != -1) {
  bos.write(data, 0, tempBytesRead);
            byteCounter += tempBytesRead;
}
bos.close();
byte[] buffer = bos.toByteArray();

AudioFileFormat audioFileFormat = new AudioFileFormat(AudioFileFormat.Type.WAVE, audioInputStream.getFormat(), (int)audioInputStream.getFrameLength());

// get the resulting sample array
int[] samples = new int[audioFileFormat.getFrameLength()];
for (int i = 0; i < samples.length; i++) {
  samples[i] = getSampleValue(i); // the getSampleValue method reads the sample values from the "buffer" array, handling different encoding types like PCM unsigned/signed, mono/stereo, 8 bit/16 bit
}

// RESULT: the "samples" array

问题是，代码无法正确处理不同的采样率。因此，对于44100 Hz帧速率，我得到的样本是11025 Hz帧速率的四倍。无论源文件的帧速率如何，我希望生成的样本数组使用11025 Hz帧速率。我在读取AudioInputStream时试图强制Java为我转换帧速率，但是我得到了类似于下面的异常：

java.lang.IllegalArgumentException: Unsupported conversion: PCM_SIGNED 11025.0 Hz, 16 bit, mono, 2 bytes/frame, 44100.0 frames/second, little-endian from PCM_SIGNED 44100.0 Hz, 16 bit, mono, 2 bytes/frame, little-endian
    at javax.sound.sampled.AudioSystem.getAudioInputStream(AudioSystem.java:955)

我阅读了Java Sound API教程：http://java.sun.com/docs/books/tutorial/sound/converters.html。似乎Java Sound API不支持我的操作系统的这种转换（Windows 7）。我想避免依赖任何外部库。有没有办法自己进行采样率转换？

Answer 1

对于采样率＆gt; 11025 Hz你需要缩减采样，这是一个两阶段的过程。首先，您需要低通滤波器以满足奈奎斯特准则，然后您可以进行抽取，例如，对于44.1 kHz采样率数据，您需要使用截止频率为5.5 kHz的低通滤波器，然后您可以丢弃每4个采样中的3个以获得4：1的采样率。对于要支持的每个下采样率，您需要使用不同的过滤器。

Answer 2

我相信接受的答案会回答另一个问题 - 它解决了同样的问题（下采样音频），但另一种方式（手动代替使用java声音API）。我有同样的事情并且挖了它。

这样做的正确方法（或java声音API方式）确实（如http://docs.oracle.com/javase/tutorial/sound/converters.html中所述）

AudioFormat outDataFormat = new AudioFormat((float) 8000.0, (int) 8, (int) 1, true, false);
AudioInputStream lowResAIS = AudioSystem.getAudioInputStream(outDataFormat, inFileAIS);

问题是标准java没有附带重新采样（甚至是立体声 - 单声道转换）代码（或者至少不在代码的那部分代码中 - 请参阅http://www.jsresources.org/faq_audio.html#convert_sample_rate）。

jsresources页面也指向了答案：只需安装2个插件即可。最简单的方法是在Extensions目录中安装这些插件，在OSX Lion上这可以解决问题（如果你有wget）：

wget http://www.tritonus.org/tritonus_share-0.3.6.jar -O /Library/Java/Extensions/tritonus_share-0.3.6.jar
wget http://www.tritonus.org/tritonus_remaining-0.3.6.jar -O /Library/Java/Extensions/tritonus_remaining-0.3.6.jar

添加这两个jar文件后，一切正常（只有一个额外警告：如果你想改变频道数和采样率，它仍然不支持作为一步）。

使用Java将WAV文件读入样本数组时，即时转换采样率

2 个答案: