从音频中绘制波形的算法
yay*_*yuj 8 c++ algorithm audio ffmpeg
我正在尝试从原始音频文件中绘制波形.我使用FFmpeg对音频文件进行了解复用/解码,我有以下信息:样本缓冲区,样本缓冲区的大小,音频文件的持续时间(以秒为单位),采样率(44100,48000等),样本大小,样本format(uint8,int16,int32,float,double)和原始音频数据本身.
在互联网上挖掘我发现了这个算法(更多这里):
白噪声:
算法
您需要做的就是将每个样本从-amplitude随机化为幅度.在大多数情况下,我们不关心通道的数量,因此我们只使用新的随机数填充每个样本.
Random rnd = new Random();
short randomValue = 0;
for (int i = 0; i < numSamples; i++)
{
randomValue = Convert.ToInt16(rnd.Next(-amplitude, amplitude));
data.shortArray[i] = randomValue;
}
这真的很好,但我不想这样画,但这样:
是否有任何算法或想法如何使用我所拥有的信息绘制？
首先,您需要确定每个样本最终会在屏幕上的哪个位置.
int x = x0 + sample_number * (xn - x0) / number_of_samples;
现在,对于具有相同的所有样本x,分别确定正值和负值的最小值和最大值.绘制一条垂直线,一条从负最大值到正最大值的暗线,然后是从负顶部到正面最小值的一条亮线.
编辑:考虑一下这个,你可能想要使用平均而不是内线的min.
每个人的说明我是dj应用程序的开发人员，正在寻找类似的答案。因此，我将解释所有在包括audacity在内的任何软件中可能看到的音乐波形。
在任何音乐软件中都可以使用3种波形显示。即样本，平均值和均方根值。
1）样本是图形中显示的实际音乐点，可以是原始音频数据的数组（在以大胆缩放波形时看到的点）。
2）平均：最常用，假设您要在屏幕上显示3分钟的歌曲，因此屏幕上的单个点必须显示至少100ms（大约）具有很多原始音频点的歌曲，因此要显示，我们需要计算所有歌曲的平均值在该100ms持续时间内的点数，以此类推，在剩下的音轨中依此类推（胆大的深蓝色大波形）。
3）RMS：类似于平均值，但此处取平均值，而不是平均值，而是取特定持续时间的均方根（蓝色内部的小浅蓝色波形是大胆的rms波形）。
现在如何计算波形。
1）当您使用任何技术解码一首歌曲时，采样都是原始数据，您会获得原始采样/点。现在基于点的格式，将它们转换为-1到1的范围，例如，如果格式为16位，则将所有点除以32768（16位数字的最大范围），然后绘制点。
2）对于平均波形-首先将所有将负值转换为正值的点相加，然后乘以2，然后取平均值。
//samples is the array and nb_samples is the length of array
float sum = 0;
for(int i = 0 ; i < nb_samples ; i++){
if(samples[i] < 0)
sum += -samples[i];
else
sum += samples[i];
}
float average_point = (sum * 2) / nb_samples; //average after multiplying by 2
//now draw this point
3）RMS：其简单取均方根-因此，首先对每个样本求平方，然后取总和，然后计算均值，再取均方根。我将在节目中展示
//samples is the array and nb_samples is the length of array
float squaredsum = 0;
for(int i = 0 ; i < nb_samples ; i++){
squaredsum += samples[i] * samples[i]; // square and sum
}
float mean = squaredsum / nb_samples; // calculated mean
float rms_point = Math.sqrt(mean); //now calculate square root in last
//now draw this point
请注意，这里的样本是点的数组，用于计算特定歌曲持续时间的点/像素。例如，如果您想以60像素绘制1分钟的歌曲数据，则样本数组将是1秒内所有点的数组，即以1像素显示的音频点数。
希望这将有助于有人阐明有关音频波形的概念。
- 在自己做了一些研究和实验之后，我发现计算每个点的最大值和最小值（原始文件中的样本窗口）并向上绘制最大值，向下绘制最小值（我也计划将算法作为答案发布）看起来最接近我尝试过的所有音频软件（Reaper、Audacity、Reason、Live）。当遵循“平均方法”时，波形会显着缩小，我必须再次将其放大，才能获得不错的结果，这看起来与最小/最大方法或我在常见 DAW 中看到的结果有很大不同。 (2认同)
我认为您指的是此处描述的波形。
http://manual.audacityteam.org/o/man/audacity_waveform.html
我还没有阅读整页。但是每个垂直条代表一个波形样本窗口。深蓝色是该窗口中的最大正值和最小负值（我认为）。浅蓝色是均方根的RMS。 http://www.mathwords.com/r/root_mean_square.htm。（基本上，您将每个窗口内的值平方，取平均值，然后平方根。
希望这可以帮助。