Question

我写了一个代码，据说应该读取一个音频文件作为输入，以便编写包含每个样本的csv文件。这是代码：

FILE *pipein;
          pipein = popen("ffmpeg -i test1.wav -f s16le -ac 1 -", "r");
          fread(buf, 2, sample_number, pipein);
          pclose(pipein);

          // Print the sample values in the buffer to a CSV file
          FILE *csvfile;
          csvfile = fopen("samples.csv", "w");

          while (n<=sample_number) {

            //if (buf[n]!=0) {

                    fprintf(csvfile, "%d %f\n", buf[cont], Sam_freq*cont);
                    cont++;

         //  }

             n++;

          }

          fclose(csvfile);

这是运行代码后csv文件的样子：

10 43.150544
-36 43.150567
11 43.150590
30 43.150612
-29 43.150635
61 43.150658
13 43.150680
46 43.150703
121 43.150726
61 43.150748
144 43.150771
128 43.150794
130 43.150816
131 43.150839

我尝试使用gnuplot绘制samples.csv的数据，但我不明白在y轴上表示了哪个物理尺寸。

我在其他文章中读到，y轴上的值表示麦克风中膜的变形。有没有人知道数学关系，以便从这些值中提取我需要的物理维度？

Answer 1

的问题：

这不是CSV文件，只是一个文本文件。
您的代码看起来不像那样。它远非可编辑，你犯了错误，将“相关部分”复制到这个问题上。

特别是，您使用n作为循环变量，但cont访问缓冲区。如果您的代码实际上是这样，那么您只会在输出中看到一对重复的值。
您没有定义采样率。

考虑以下反例：

#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <limits.h>
#include <string.h>
#include <endian.h>
#include <stdio.h>

#ifndef   SAMPLE_RATE
#define   SAMPLE_RATE  48000
#endif

#define  NO_SAMPLE  INT_MIN

#if (__BYTE_ORDER-0 == __BIG_ENDIAN-0)

/* Use big-endian samples */

#define  SAMPLE_FORMAT  "s16be"
static inline int read_sample(FILE *source)
{
    int16_t sample;

    if (fread(&sample, sizeof sample, 1, source) == 1)
        return (int)sample;
    else
        return NO_SAMPLE;
}

#elif (__BYTE_ORDER-0 == __LITTLE_ENDIAN-0) || (__BYTE_ORDER-0 == __PDP_ENDIAN-0)

/* Use little-endian samples */

#define  SAMPLE_FORMAT  "s16le"
static inline int read_sample(FILE *source)
{
    int16_t sample;

    if (fread(&sample, sizeof sample, 1, source) == 1)
        return (int)sample;
    else
        return NO_SAMPLE;
}

#else

/* Use little-endian (two's complement) samples, but
   read them byte-by-byte. */

#define  SAMPLE_FORMAT  "s16le"
static inline int16_t read_sample(FILE *source)
{
    unsigned char  bytes[2];
    int            sample;
    if (fread(bytes, 2, 1, source) != 2)
        return NO_SAMPLE;

    sample = bytes[0] + 256*bytes[1];
    if (sample > 32767)
        return sample - 65536;
    else
        return sample;
}
#endif

int main(void)
{
    const double   sample_rate = SAMPLE_RATE;
    FILE          *in;
    unsigned long  i;
    int            sample;

    in = popen("ffmpeg -i test1.wav -v -8 -nostats -f " SAMPLE_FORMAT " -ac 1 -", "r");
    if (!in)
        return EXIT_FAILURE;

    i = 0u;
    while ((sample = read_sample(in)) != NO_SAMPLE) {
        printf("%.6f %9.6f\n", (double)i / sample_rate, (double)sample / 32768.0);
        i++;
    }

    pclose(in);

    return EXIT_SUCCESS;
}

假设采样率为每秒48,000个样本（您可以先使用ffmpeg查找采样率），然后打印出每个样本，每行一个样本，第一列中的时间，以及第二列中的样本值（-1.0到恰好低于+1.0）。

在物理意义上，第一列反映了样本的时间维度，第二列反映了传感器当时的相对压力变化 - 但是，压力变化的符号或线性都不是真正已知的当然，这取决于所使用的麦克风，放大器和ADC。

假设您编译并运行上述内容，将输出重定向到test1.out：

gcc -Wall -O2 example.c -o example
./example > test1.out

您可以轻松地在Gnuplot中绘制它。开始gnuplot，并告诉它

set xlabel "Time [seconds]"
set ylabel "Relative pressure change [f((P-P0)/Pmax)]"
plot "test1.out" u 1:2 notitle w lines

对于垂直轴，P是水平轴上指示的压力，P0是环境压力，Pmax是麦克风可以检测到的最大压力变化， f()与使用的麦克风，麦克风放大器和模数转换器电路的非线性相反。（f()和Pmax都可能取决于环境压力P0。）

gnuplot - 轴上的物理尺寸

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