Java down和upampling upampling
我是java Sound API的初学者，在oracle和richard brawlin中阅读了许多内容，并尝试使用他的程序进行一些项目。我想要捕获的第一个是声音并对其进行下采样，然后给出正确的音频形式。然后我会尝试相同但没有录音。
首先，我将向您展示代码的重要部分，然后我将告诉您我的问题：
在这里，我用我的麦克风录制声音：
stopCapture = false;
try{
int i = 0;
System.out.println("Start");
//Schleife um daten aufzunehmen
while(!stopCapture){
//daten vom targetDataLine lesen
int cnt = targetDataLine.read(tempBuffer,0,tempBuffer.length);
if(cnt > 0){//Jeder 5. Wert wird übernommen
//Die daten in der bytearrayoutputstream speichern
byteArrayOutputStream.write(tempBuffer, 0, cnt);
}
}
然后我在Bytearray audioData中转换byteArrayOutputStream并尝试使用samplerate 48000/5 = 9800“下采样”我录制的音频。换句话说，它是我的bytearray audioData的每5个值。然后我想将它插回到原始的samplerate 48000.参见代码：
public void run(){
try{
int cnt;
int n = 0;
int k = 0;
int m = 0;
double summe = 0;
ByteArrayOutputStream aufnahme_2 = new ByteArrayOutputStream();
System.out.println("Replay");
//Schleife soll solange laufen bis die letzte Datei abgespielt wurde.
//Am ende gibt die Datei -1 raus
Downsampling 5==> Jeder 5. Wert wird übernommen
for(; m<= audioData.length;m++) {
if ( m%5 < 0.000001 & m != 0) {
k++;
n=k;
}
for(;n<=5+k;n++) {
if(n*5 < audioData.length) {
if(Math.abs((double) m/5-n) <0.00001) {
summe = summe+ audioData[n*5];
}
else {
summe = summe + audioData[n*5]*Math.sin(Math.PI*((double) m/5-n))/( Math.PI*((double) m/5-n)); //Der double cast muss sein, damit die zahl als double und nicht als int gerechnet wird
}
}
}
//byteBuffer.putShort((short) summe);
aufnahme_2.write((short) summe); //Short weil der Datentyp short 2Byte große ist
summe = 0;
n=k;
}
ergebnis = aufnahme_2.toByteArray();
InputStream byteArrayInputStream_down = new ByteArrayInputStream(ergebnis);
audioInputStream = new AudioInputStream(byteArrayInputStream_down, audioFormat,ergebnis.length);
while((cnt = audioInputStream.read(tempBuffer,0,tempBuffer.length))!=-1) {
if(cnt > 0){
sourceDataLine.write(tempBuffer, 0, cnt);
}
}
我的Audioformat：
private AudioFormat getAudioFormat(){
float sampleRate = 48000;
int sampleSizeInBits = 16;
int channels = 2;
boolean signed = true;
boolean bigEndian = false;
return new AudioFormat(sampleRate, sampleSizeInBits, channels, signed, bigEndian);
}
有了这个音响制品，我收到了非常糟糕的声音质量。当我在8中更改sampleSizeInBits时声音更清晰为什么？我希望得到16位的分辨率。我试图以整数，字节....格式保护我的sinc值，没有任何帮助。所以我希望有人可以帮助并告诉我为什么不起作用的原因。
PS：我发送了一张我用Matlab制作的图片来表明我的目标： 蓝线是我的音频输入，黑色是重采样的重建音频输出
1 个答案:
答案 0 :(得分：0)
这是整个程序：
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ShortBuffer;
import javax.sound.sampled.*;
public class AudioCapture01 extends JFrame{
boolean stopCapture = false;
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream;
AudioFormat audioFormat;
TargetDataLine targetDataLine;
AudioInputStream audioInputStream;
SourceDataLine sourceDataLine;
byte [] audioData;
public static void main(String args[]){
new AudioCapture01();
}//end main
public AudioCapture01(){//constructor
final JButton captureBtn = new JButton("Capture");
final JButton stopBtn = new JButton("Stop");
final JButton playBtn = new JButton("Playback");
captureBtn.setEnabled(true);
stopBtn.setEnabled(false);
playBtn.setEnabled(false);
//Register anonymous listeners
captureBtn.addActionListener(
new ActionListener(){
public void actionPerformed(
ActionEvent e){
captureBtn.setEnabled(false);
stopBtn.setEnabled(true);
playBtn.setEnabled(false);
//Capture input data from the
// microphone until the Stop
// button is clicked.
captureAudio();
}//end actionPerformed
}//end ActionListener
);//end addActionListener()
getContentPane().add(captureBtn);
stopBtn.addActionListener(
new ActionListener(){
public void actionPerformed(
ActionEvent e){
captureBtn.setEnabled(true);
stopBtn.setEnabled(false);
playBtn.setEnabled(true);
stopCapture = true;
}//end actionPerformed
}//end ActionListener
);//end addActionListener()
getContentPane().add(stopBtn);
playBtn.addActionListener(
new ActionListener(){
public void actionPerformed(
ActionEvent e){
//Play back all of the data
// that was saved during
// capture.
playAudio();
}//end actionPerformed
}//end ActionListener
);//end addActionListener()
getContentPane().add(playBtn);
getContentPane().setLayout(
new FlowLayout());
setTitle("Capture/Playback Demo");
setDefaultCloseOperation(
EXIT_ON_CLOSE);
setSize(350,70);
setVisible(true);
}// end constructor
private void captureAudio(){
try{
//Schema F implementierung... richtige aufnahme mit samplerate 48000Hz
audioFormat = getAudioFormat();
DataLine.Info dataLineInfo=new DataLine.Info(TargetDataLine.class,audioFormat);
//hier wird das Objekt TargetDataLine erstellt
targetDataLine = (TargetDataLine) AudioSystem.getLine(dataLineInfo);
targetDataLine.open(audioFormat);
targetDataLine.start();
Thread captureThread = new Thread(new CaptureThread());
captureThread.start();
}
catch (Exception e) {
System.out.println(e);
System.exit(0);
}
}
// Vorteil eines Bytearrayutputstream ist es, dass das Array sich automatisch erweitert
// Die daten sind im ByteArrayOutputStream gespeichert
//in der Methode werden die Daten widergegeben und abgespielt
private void playAudio() {
try{
// das was gesampelt wurde wird in ein byte array umgewandelt um damit weitere methoden zu nutzen
int i =0;
audioData = byteArrayOutputStream.toByteArray();
System.out.println("laenge von audioData" + audioData.length); //Um zu sehen was passiert
/**for(; i< audioData.length ;i++) {
System.out.println(audioData[i]);
}
System.out.println("Index i = " + i);
*/
//das Array wandel ich in ein inpustream um
InputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(audioData);
//Um am ende es in ein audioinputstream hinzuzufügen
//wird benutzt um daraus die daten zu lesen und sie in die sourcedataline zu schreiben
audioInputStream = new AudioInputStream(byteArrayInputStream, audioFormat,audioData.length/audioFormat.getFrameSize());
//Damit kann ich es sofort abspielen lassen.
//audioInputStream = AudioSystem.getAudioInputStream(audioFormat_down,new AudioInputStream(targetDataLine));
//Das heißt ich speicher die Daten nicht zuerst in einem Array sondern lass sie sofort abspielen
DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, audioFormat);
//Sourcedataline ist dafür verantworlich das die Daten
sourceDataLine = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine(dataLineInfo);
sourceDataLine.open(audioFormat);
sourceDataLine.start();
// Threat um die daten die aufgenommen wurden abzuspielen
Thread playThread = new Thread(new PlayThread());
playThread.start();
}
catch (Exception e) {
System.out.println(e);
System.exit(0);
}
}
private AudioFormat getAudioFormat(){
float sampleRate = 48000;
int sampleSizeInBits = 16;//change it to 8 to get a clear sound
int channels = 2;
boolean signed = true;
boolean bigEndian = false;
return new AudioFormat(sampleRate, sampleSizeInBits, channels, signed, bigEndian);
}
//die Innere Thread Methode um den "run" ablauf der signalaufnahme zu regulieren
class CaptureThread extends Thread{
//temporerer buffer
byte tempBuffer[] = new byte[10000];
public void run(){
byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream(); //hier initialisiere ich die variabele bytearrayoutputstream
stopCapture = false;
try{
int i = 0;
System.out.println("Start");
//Schleife um daten aufzunehmen
while(!stopCapture){
//daten vom targetDataLine lesen
int cnt = targetDataLine.read(tempBuffer,0,tempBuffer.length);
if(cnt > 0){//Jeder 5. Wert wird übernommen
//Die daten in der bytearrayoutputstream speichern
byteArrayOutputStream.write(tempBuffer, 0, cnt);
}
i++;
}
System.out.println("Aufnahme hat Werte = "+ i +"gespeichert");
byteArrayOutputStream.close();
}catch (Exception e) {
System.out.println(e);
System.exit(0);
}
}
}
//Die innere klasse von Thread um die gespeicherten daten im bytearrayoutputstream abzuspielen
class PlayThread extends Thread{
byte tempBuffer[] = new byte[200000];
byte ergebnis[] = new byte[audioData.length];
ByteBuffer byteBuffer;
ShortBuffer shortBuffer;
public void run(){
try{
int cnt;
int n = 0;
int k = 0;
int m = 0;
double summe = 0;
//byteBuffer = ByteBuffer.wrap(ergebnis);
//shortBuffer = byteBuffer.asShortBuffer();
ByteArrayOutputStream aufnahme_2 = new ByteArrayOutputStream();
System.out.println("Replay");
//Schleife soll solange laufen bis die letzte Datei abgespielt wurde.
//Am ende gibt die Datei -1 raus
/** while((cnt = audioInputStream.read(tempBuffer,0,tempBuffer.length))!=-1) {
System.out.println(tempBuffer[i]);
i++;
if(cnt > 0){
//schreibt daten in den Mixer
//sourceDataLine.write(tempBuffer, 0, cnt);
}
}
System.out.println("index i = "+i);
*/
//Versuch :SI-interpolation tempBuffer hat die Werte gespeichert. Downsampling 5==> Jeder 5. Wert wird übernommen
for(; m<= audioData.length;m++) {
if ( m%5 < 0.000001 & m != 0) {
k++;
n=k;
}
for(;n<=5+k;n++) {
if(n*5 < audioData.length) {
if(Math.abs((double) m/5-n) <0.00001) {
summe = summe+ audioData[n*5];
}
else {
summe = summe + audioData[n*5]*Math.sin(Math.PI*((double) m/5-n))/( Math.PI*((double) m/5-n)); //Der double cast muss sein, damit die zahl als double und nicht als int gerechnet wird
}
}
}
//byteBuffer.putShort((short) summe);
aufnahme_2.write((int) summe); //Short weil der Datentyp short 2Byte große ist
summe = 0;
n=k;
}
ergebnis = aufnahme_2.toByteArray();
/**
System.out.println("Ergebnisse");
for(n=0;n < audioData.length; n++) { Die Arrayliste auf die Werte von audioData und ergebnisse zu prüfen
System.out.println(ergebnis[n]+" "+ audioData[n]+ " "+n);
}
*/
InputStream byteArrayInputStream_down = new ByteArrayInputStream(ergebnis);
audioInputStream = new AudioInputStream(byteArrayInputStream_down, audioFormat,ergebnis.length);
while((cnt = audioInputStream.read(tempBuffer,0,tempBuffer.length))!=-1) {
if(cnt > 0){
sourceDataLine.write(tempBuffer, 0, cnt);
}
}
sourceDataLine.stop();
sourceDataLine.close();
}
catch (Exception e) {
System.out.println(e);
System.exit(0);
}
}
}
}
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