[PR]上記の広告は3ヶ月以上新規記事投稿のないブログに表示されています。新しい記事を書く事で広告が消えます。
ただいまコメントを受けつけておりません。
N | :サンプルデータ数 |
Fk | :基本波のk倍の周波数を持つ波の強さ。(0<= k < N ) 複素数(a + bi)の形で取得できる |
xk | :k番目のサンプルデータ |
i | :虚数単位( i2=-1のアレ) |
N | :サンプルデータ数 |
Fk | :基本波のk倍の周波数を持つ波の強さ。(0<= k < N ) 複素数(a + bi)の形で取得できる |
xk | :k番目のサンプルデータ |
i | :虚数単位( i2=-1のアレ) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 | package application; import java.io.File; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.ByteOrder; import javax.sound.sampled.AudioFormat; import javax.sound.sampled.AudioInputStream; import javax.sound.sampled.AudioSystem; import javafx.application.Application; import javafx.scene.Node; import javafx.scene.Scene; import javafx.scene.chart.LineChart; import javafx.scene.chart.NumberAxis; import javafx.scene.chart.XYChart; import javafx.scene.chart.XYChart.Series; import javafx.scene.layout.HBox; import javafx.scene.layout.VBox; import javafx.stage.Stage; /** * 音声(wav)データの波形を見るプログラム * ただし、Wav(PCM・リトルエディアン)形式で保存された * ファイルのチャンネル1のみ出力 * * @author karura * */ public class TestWaveSpectrum extends Application { // 定数 private final String fileName = "music/dog01.wav" ; // チャートに表示する音声ファイルへのパス private final double sec = 0.15 ; // チャートに表示する期間(s) // 取得する音声情報用の変数 private AudioFormat format = null ; private double[] valuesActual = null ; private double[] valuesImaginal = null ; private double[] spectrumActual = null ; private double[] spectrumImaginal = null ; public static void main( String [] args) { launch(args); } @Override public void start(Stage primaryStage) throws Exception { // フォント色がおかしくなることへの対処 System.setProperty( "prism.lcdtext" , "false" ); // シーングラフの作成 HBox root = new HBox(); VBox box1 = new VBox(); VBox box2 = new VBox(); root.getChildren().addAll( box1 , box2 ); // 音声データを読込 System.out.println( "loading wav data..." ); initialize(); // 元音声波形をチャート表示 box1.getChildren().add( createLineChart( "音声波形" , valuesActual ) ); // 折れ線グラフの追加 // 離散フーリエ変換後の波形をチャート表示 System.out.println( "caliculating DFT..." ); spectrumActual = new double[ valuesActual.length ]; spectrumImaginal = new double[ valuesActual.length ]; DFT( valuesActual , spectrumActual , spectrumImaginal , false ); // 離散フーリエ変換後のスペクトルをチャート表示 box2.getChildren().add( createLineChart( "スペクトル(実数部)" , spectrumActual ) ); // 折れ線グラフの追加 box2.getChildren().add( createLineChart( "スペクトル(虚数部)" , spectrumImaginal ) ); // 折れ線グラフの追加 // 逆離散フーリエ変換 System.out.println( "caliculating IDFT..." ); for ( int i= 0 ; i<valuesActual.length ; i++ ) { valuesActual[i] = spectrumActual[i]; valuesImaginal[i] = spectrumImaginal[i]; } IDFT( valuesActual , valuesImaginal , spectrumActual , spectrumImaginal ); // 逆フーリエ変換後のスペクトルをチャート表示 box1.getChildren().add( createLineChart( "逆フーリエ変換後の音声波形" , spectrumActual ) ); // 折れ線グラフの追加 // シーンの作成 Scene scene = new Scene( root , 800 , 400 ); // ウィンドウ表示 primaryStage.setScene( scene ); primaryStage.show(); } /** * 音声ファイルを読み込み、メタ情報とサンプリング・データを取得 * @throws Exception */ protected void initialize() throws Exception { // 音声ストリームを取得 File file = new File( fileName ); AudioInputStream is = AudioSystem.getAudioInputStream( file ); // メタ情報の取得 format = is.getFormat(); System.out.println( format.toString() ); // 取得する標本数を計算 // 1秒間で取得した標本数がサンプルレートであることから計算 int mount = (int) ( format.getSampleRate() * sec ); // 音声データの取得 valuesActual = new double[ mount ]; valuesImaginal = new double[ mount ]; for ( int i= 0 ; i<mount ; i++ ) { // 1標本分の値を取得 int size = format.getFrameSize(); byte[] data = new byte[ size ]; int readedSize = is.read(data); // データ終了でループを抜ける if ( readedSize == -1 ){ break ; } // 1標本分の値を取得 switch( format.getSampleSizeInBits() ) { case 8 : valuesActual[i] = (int) data[ 0 ]; break ; case 16 : valuesActual[i] = (int) ByteBuffer.wrap( data ).order( ByteOrder.LITTLE_ENDIAN ).getShort(); break ; default: } } // 音声ストリームを閉じる is.close(); } /** * 離散フーリエ変換 * @param in フーリエ変換を行う実数配列 * @param outActual 計算結果の実数部配列 * @param outImaginal 計算結果の虚数部配列 * @param winFlg 窓関数の使用フラグ */ protected void DFT( double[] in , double[] outActual , double[] outImaginal , boolean winFlg ) { // 配列初期化 int length = in .length; // 離散フーリエ変換 for ( int k= 0 ; k<length ; k++ ) { // 初期化 outActual[k] = 0. 0d; outImaginal[k] = 0. 0d; // 計算 for ( int n= 0 ; n<length ; n++ ) { // 入力値に窓関数を適用 double normal = ( !winFlg )? in [n] : hanWindow( in [n] , n , 0 , length ); // k次高周波成分を計算 outActual[k] += normal * Math.cos( 2.0 * Math.PI * (double)n * (double)k / (double)length ); outImaginal[k] += -1.0 * normal * Math.sin( 2.0 * Math.PI * (double)n * (double)k / (double)length ); } // 残りの計算 //outActual[k] /= length; //outImaginal[k] /= length; } } /** * 逆離散フーリエ変換 * @param inActual 逆離散フーリエ変換を行う値の実数部配列 * @param inImaginal 逆離散フーリエ変換を行う値の虚数部配列 * @param outActual 計算結果の実数部配列 * @param outImaginal 計算結果の虚数部配列 */ protected void IDFT( double[] inActual , double[] inImaginal , double[] outActual , double[] outImaginal ) { // 配列初期化 int length = inActual.length; // 離散フーリエ変換 for ( int k= 0 ; k<length ; k++ ) { // 初期化 outActual[k] = 0. 0d; outImaginal[k] = 0. 0d; // 計算 for ( int n= 0 ; n<length ; n++ ) { // k次高周波成分を計算 outActual[k] += inActual[n] * Math.cos( 2.0 * Math.PI * (double)n * (double)k / (double)length ) - inImaginal[n] * Math.sin( 2.0 * Math.PI * (double)n * (double)k / (double)length ); outImaginal[k] += inActual[n] * Math.sin( 2.0 * Math.PI * (double)n * (double)k / (double)length ) + inImaginal[n] * Math.cos( 2.0 * Math.PI * (double)n * (double)k / (double)length ); } // 残りの計算 outActual[k] /= length; outImaginal[k] /= length; } } /** * 窓関数(ハン窓) * @param in 変換する値 * @param i 配列中のインデックス * @param minIndex 配列の最小インデックス * @param maxIndex 配列の最大インデックス * @return */ protected double hanWindow( double in , double i , double minIndex , double maxIndex ) { // 入力値の正規化 double normal = i / ( maxIndex - minIndex ); // ハン窓関数の値を取得 double han = 0.5 - 0.5 * Math.cos( 2.0 * Math.PI * normal ); return in * han; } /** * 折れ線グラフで波形表示 * @param title グラフのタイトル文字 * @param values グラフに出力するデータ配列 * @return 作成したグラフノード */ @SuppressWarnings( "unchecked" ) protected Node createLineChart( String title , double[] values ) { // 折れ線グラフ NumberAxis xAxis = new NumberAxis(); NumberAxis yAxis = new NumberAxis(); LineChart< Number , Number > chart = new LineChart< Number , Number >( xAxis , yAxis ); chart.setMinWidth( 400 ); chart.setMinHeight( 200 ); // データを作成 Series< Number , Number > series1 = new Series< Number , Number >(); series1.setName( title ); for ( int i= 0 ; i<values.length ; i++ ) { series1.getData().add( new XYChart.Data< Number , Number >( i , values[i] ) ); } // データを登録 chart.getData().addAll( series1 ); // 見た目を調整 chart.setCreateSymbols( false ); // シンボルを消去 series1.getNode().lookup( ".chart-series-line" ).setStyle( "-fx-stroke-width: 0.75px;" ); // 線を細く return chart; } } |
ただいまコメントを受けつけておりません。
(11/14) | JavaFX 画面キャプチャ(コマ撮り) |
(11/11) | JavaFX WebP画像ファイルを開く(webp-imageioライブラリ) |
(11/07) | EclipseでJavaFX入門(Java17での環境構築) |
(06/29) | Java DeepLearning4j 単語のベクトル化(Word2Vec) |
(06/11) | Java DeepLearning4j パラメータの設定 |