Android аудио БПФ для получения определенной частоты с использованием аудиозаписи

Question

В настоящее время я пытаюсь реализовать некоторый код с помощью Android, чтобы определить, когда через микрофон телефона воспроизводится ряд определенных звуковых частотных диапазонов. Я создал класс, используя AudioRecord учебный класс:

int channel_config = AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO;
int format = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
int sampleSize = 8000;
int bufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleSize, channel_config, format);
AudioRecord audioInput = new AudioRecord(AudioSource.MIC, sampleSize, channel_config, format, bufferSize);

Аудио тогда читается в:

short[] audioBuffer = new short[bufferSize];
audioInput.startRecording();
audioInput.read(audioBuffer, 0, bufferSize);

Исполнение БПФ - вот где я застреваю, так как у меня очень мало опыта в этой области. Я пытался использовать этот класс:

БПФ в Java и сложный класс, чтобы пойти с ним

Затем я отправляю следующие значения:

Complex[] fftTempArray = new Complex[bufferSize];
for (int i=0; i<bufferSize; i++)
{
    fftTempArray[i] = new Complex(audio[i], 0);
}
Complex[] fftArray = fft(fftTempArray);

Это может быть моим неправильным пониманием того, как должен работать этот класс, но возвращаемые значения перепрыгивают повсеместно и не представляют постоянной частоты даже в тишине. Кто-нибудь знает способ выполнения этой задачи, или я слишком усложняю вопрос, пытаясь захватить только небольшое количество частотных диапазонов, а не нарисовать его в виде графического представления?

Answer 1

Во-первых, вы должны убедиться, что полученный результат правильно конвертируется в число с плавающей запятой / двойное число. Я не уверен, как работает версия short[], но версия byte[] возвращает только необработанную версию байта. Затем этот байтовый массив необходимо правильно преобразовать в число с плавающей запятой. Код для преобразования должен выглядеть примерно так:

    double[] micBufferData = new double[<insert-proper-size>];
    final int bytesPerSample = 2; // As it is 16bit PCM
    final double amplification = 100.0; // choose a number as you like
    for (int index = 0, floatIndex = 0; index < bytesRecorded - bytesPerSample + 1; index += bytesPerSample, floatIndex++) {
        double sample = 0;
        for (int b = 0; b < bytesPerSample; b++) {
            int v = bufferData[index + b];
            if (b < bytesPerSample - 1 || bytesPerSample == 1) {
                v &= 0xFF;
            }
            sample += v << (b * 8);
        }
        double sample32 = amplification * (sample / 32768.0);
        micBufferData[floatIndex] = sample32;
    }

Затем вы используете micBufferData[] для создания входного сложного массива.

Как только вы получите результаты, используйте величины комплексных чисел в результатах. Большинство величин должны быть близки к нулю, кроме частот, которые имеют фактические значения.

Вам нужна частота дискретизации, чтобы преобразовать индексы массива в такие величины в частоты:

private double ComputeFrequency(int arrayIndex) {
    return ((1.0 * sampleRate) / (1.0 * fftOutWindowSize)) * arrayIndex;
}