2016-12-04 135 views
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我是編程ios的初學者。 我必須爲我的學校製作一個項目。我們的目標是用麥克風錄音,然後應用高通濾波器並將其保存在m4a文件中。swift 3 FFT獲取聲音的頻率m4a

在這個網站和許多其他人,我發現了很多相同的代碼,但隨着swift 3的到來,代碼不再起作用。

我從AVAudioPlayer錄製並保存從麥克風出來的內容開始。

然後我在mpc緩衝區中讀取我的文件。

我從浮點數組中的緩衝區中檢索數據。

最後,我應用了一個FFT,就像我找到的例子。

如果我顯示緩衝區的數據(來自緩衝區的float的表),它們包含的東西。

如果我顯示我的VDSP矢量它包含數據。

但是,當我應用FFT時,包含卷軸和虛數的VDSP輸出結果返回「nan」值。

這裏我不明白FFT的功能,我不明白如果resutat「output」包含頻率或者它只是包含它們的VDSP的參數之一。 (實數或虛數):

然後,我想在這些結果上應用一個濾波器,然後將我的數值返回到一個逆FFT中,以便通過修改來重建m4a文件。

如果你能向我解釋,如果我的方法是錯誤的,或者如果它是我的代碼,

// recupere le lien du fichier audio a analysé 
     let url = getDocumentsDirectory().appendingPathComponent("recording.m4a") 
     // lancé l'audio dans le core AVaudioFile 
     let audioFile = try! AVAudioFile(forReading: url) 

     // nombre de frame dans l'audio 
     let frameCount = UInt32(audioFile.length) 

     print("frame count\(frameCount)") 
     //remplis un buffer avec les information du son et le nombre de framme 
     let buffer = AVAudioPCMBuffer(pcmFormat: audioFile.processingFormat, frameCapacity: frameCount) 
     do { 
      //lecture de l'audio dans le buffer 
      try audioFile.read(into: buffer, frameCount:frameCount) 
      print("lecture ok") 
     } catch { 
      //lecture échouer 

     } 

     print(buffer.floatChannelData?.pointee ?? "aucune valeur float") 

     // printer le buffer de byte de l'audio 
     print("\n buffer: \n"); 
     for k in 1...frameCount 
     { 
      print("value buffer \(buffer.floatChannelData?.pointee[Int(k)])"); 
     } 


     // définit un fonction log2n 
     let log2n = UInt(round(log2(Double(frameCount)))) 

     // définit la taille de buffer final potentiel 
     let bufferSizePOT = Int(1 << log2n) 

     //crée une structure FFT 
     //Si zéro est renvoyé, la routine n'a pas réussi à allouer de stockage 
     let fftSetup = vDSP_create_fftsetup(log2n, Int32(kFFTRadix2)) 

     //print fft 
     print("valeur du fftSetup \(fftSetup)") 


     // create packed real input 
     // séparation des buffer en nombre réel et imaginaire : 

     var realp = [Float](repeating: 0.0, count: bufferSizePOT/2) 
     var imagp = [Float](repeating: 0.0, count: bufferSizePOT/2) 

     /* 
     print("\n real and image: \n"); 
     for k in 0..<realp.count 
     { 
     print("value real \(realp[k]) et value imaginaire \(imagp[k])"); 
     } 
     */ 

     // construit un vecteur double contenant les real et les imaginaire 
     var output = DSPSplitComplex(realp: &realp, imagp: &imagp) 

     buffer.floatChannelData?.withMemoryRebound(to: DSPComplex.self, capacity: bufferSizePOT/2) { 
      /* 
      Copie le contenu d'un vecteur complexe intercalé C vers un vecteur complexe divisé Z; Précision unique. 

      void vDSP_ctoz(const DSPComplex *__C, vDSP_Stride __IC, const DSPSplitComplex *__Z, vDSP_Stride __IZ, vDSP_Length __N); 
      Paramètres 
      __C 
      Vecteur d'entrée complexe entrelacé à simple précision. 
      __IC 
      Stride pour C; Doit être un nombre pair. 
      __Z 
      Vecteur de sortie complexe à division simple. 
      za 
      Stride pour Z. 
      __N 
      Le nombre d'éléments à traiter. 

      */ 
      dspComplexStream in vDSP_ctoz(dspComplexStream, 2, &output, 1, UInt(bufferSizePOT/2)) 
     } 

     /* 
     calcul la série de fourier discrette du domaine temporel ver le domaine fréquentielle 
     paramètre : 

     func vDSP_fft_zrip(_ __Setup: 
     - --FFTSetup: l'objet FFTsetup 
     _ __C:   pointeur sur le vecteur complex de sortie 
     _ __IC:  pas entre les elements de --C, (a 1 pour des meilleures performance) 
     _ __Log2N:  Il base 2 exposant du nombre d'éléments à traiter. Par exemple, pour traiter 1024 éléments, 
         spécifiez 10 pour le paramètre Log2N. 
     _ __Direction: FFTDirection : donne la direction de la discretisations. 
         time domain to the frequency domain = (forward). 
         frequency domain to the time domain (inverse). 
     )*/ 
     vDSP_fft_zrip(fftSetup!, &output, 1, log2n, Int32(FFTDirection(FFT_FORWARD))) 


     print("\nSpectrum:\n"); 
     for i in 0..<realp.count 
     { 
      print("value de i \(i), réel : \(output.realp[i]), imaginaire : \(imagp[i])"); 
     } 

     var fft = [Float](repeating:0.0, count:Int(bufferSizePOT/2)) 
     let bufferOver2: vDSP_Length = vDSP_Length(bufferSizePOT/2) 

     vDSP_zvmags(&output, 1, &fft, 1, bufferOver2) 
     for i in 0..<bufferSizePOT/2 
     { 
      print("value de buff2 \(fft[i])"); 
     } 
     // termine le processus FFT 
     vDSP_destroy_fftsetup(fftSetup) 

編輯:中庸之道播放歌曲帶有過濾器的低通和不工作

engine = AVAudioEngine() 
     player = AVAudioPlayerNode() 
     player.volume = 1.0 

     let path = Bundle.main.path(forResource: "audio10to1000", ofType: "wav")! 
     let url = NSURL.fileURL(withPath: path) 

     let file = try? AVAudioFile(forReading: url) 

     var mainMixer = AVAudioMixerNode() 

     mainMixer = engine.mainMixerNode 

     engine.attach(player) 

     EQNode = AVAudioUnitEQ(numberOfBands: 1) 




     var filterParams = EQNode.bands[0] as AVAudioUnitEQFilterParameters 

     filterParams.filterType = .lowPass 
     filterParams.frequency = 500.0 
     filterParams.bypass = false 
     engine.attach(EQNode) 


     engine.connect(player, to: EQNode, format: file?.processingFormat) 
     engine.connect(EQNode, to: mainMixer, format: file?.processingFormat) 


     // engine.connect(player, to: mainMixer, format: file?.processingFormat) 

     player.scheduleFile(file!, at: nil, completionHandler: nil) 

     engine.prepare() 
     do { 
      try engine.start() 
     } catch _ { 
      print("******************* erreur *************") 
     } 

     player.play() 
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你不需要FFT施加高截止濾波器。 Google for'AVAudioUnitEQ'。如果你想自己實現一個,首先去FIR或IIR解決方案:https://en.wikipedia.org/wiki/Low-pass_filter玩得開心! – shallowThought

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hiii 感謝您的幫助。我努力使用AVAudioUnitEQ。在mixernode中使用的所有效果(例如spitch)都可以正常工作。但Eq節點不工作。多數民衆贊成我的代碼: 3天上它沒有工作... –

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沒有什麼改變...再次感謝你的幫助 只是爲了確保我明白。 當我使用500赫茲低通濾波器。如果我的音頻是一首以10hz開始的生成歌曲,然後在10秒內以1000hz結束,在一半的時候我什麼都聽不到了? 當我改變EQ的gainGlobal,這項工作,但在filterParams中的收益並沒有改變.. –

回答

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您的代碼工作中。您的設置不符合您的需求。

  • filterParams.gain = -96.0(所述mininimal可能值)

  • 低通濾波器不具有bandwidth,將其刪除。

對於更激進的結果設定的截止頻率爲100Hz第一:

  • filterParams.frequency = 100.0

你的期望的低通濾波器的結果的上述截止100%(切削頻率)不符合濾波器的實際情況。取決於實現(使用的算法和順序),過濾器或多或少地快速切斷。

看到這個典型的濾波器響應from Wikipedia

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嗨,抱歉,但我需要一次你的幫助。我有音頻的幅度標籤。我正在應用我需要的所有過濾器。但是我不知道如何在音頻中消磨時間,當噪音開始並完成時。 你有想法嗎? –

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我如何理解你想要做的是找出振幅(體積值)何時超過閾值。我有這個權利嗎?當你真正開始聽到/停止聽到聲音。 – shallowThought

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好吧,基本上,我需要幫助的是在採樣中拾取某種聲音。我要找的信息是樣本中的聲音開始和結束的時間(ms,s或其他)單位的時間。 我的樣本是一名正在服用呼吸道藥物的人的錄音。我減弱了周圍的噪音,這樣我就可以得到人正在服用的藥物的部分。我希望這個人開始服用藥物和聲音結束時的時間戳。 –