計算分貝

Question

我使用XNA庫錄製麥克風輸入（我不認爲這真的是技術特定的，但它從來沒有受傷）。每次我得到一個樣本，我想計算分貝。我已經做了很多的搜索在互聯網上，並沒有找到一個堅如磐石的例子...

這是我從一個樣本計算分貝的嘗試：

 double peak = 0; 

     for (var i = 0; i < _buffer.Length; i = i + 2) 
     { 
      var sample = BitConverter.ToInt16(_buffer, i); 
      if (sample > peak) 
       peak = sample; 
      else if (sample < -peak) 
       peak = -sample; 
     } 

     var decibel = (20 * Math.Log10(peak/32768)); 

如果我輸出的分貝值在屏幕上我可以看到，隨着我變得越來越柔和，我變得越來越響，越低越好。然而，當我絕對安靜時，它總是徘徊在-40左右......我會認爲它會是-90。我必須在上面的塊中計算錯誤？從我在一些網站上看到的-40相當於「軟談話」......但是，它完全安靜。

此外，如果我靜音我的麥克風，它會直接到-90。

我做錯了嗎？

Answer 1

測量聲音信號的電平時，應根據RMS值計算dB。在您的樣本中，您正在查看絕對峯值水平。單（峯值）的採樣值決定了你的分貝值，即使在其他所有樣品都完全0

試試這個：

double sum = 0; 
for (var i = 0; i < _buffer.length; i = i + 2) 
{ 
    double sample = BitConverter.ToInt16(_buffer, i)/32768.0; 
    sum += (sample * sample); 
} 
double rms = Math.Sqrt(sum/(_buffer.length/2)); 
var decibel = 20 * Math.Log10(rms); 

對於「瞬間」分貝水平，你通常會計算在段RMS 20-50毫秒。 請注意，計算出的dB值是相對於滿量程的。對於聲音，dB值應與20 uPa相關，並且您需要校準信號以找到從數字值到壓力值的正確轉換。

Answer 2

我認爲Yann意味着分貝是一個相對的尺度。如果您嘗試測量實際的聲壓級或聲壓級，則需要進行校準。你測量的是dBFS（我認爲是全分貝的分貝）。您正在測量的信號比信號最大的信號（「滿量程」信號或這些16位採樣的32768信號）噪聲有多少分貝更安靜。這就是爲什麼所有的價值都是消極的。

Answer 3

我很欣賞韓的文章，並寫了一個例程，可以計算8位和16位音頻格式的分貝數，並使用他的示例使用多個通道。

public double MeasureDecibels(byte[] samples, int length, int bitsPerSample, 
     int numChannels, params int[] channelsToMeasure) 
    { 
     if (samples == null || length == 0 || samples.Length == 0) 
     { 
      throw new ArgumentException("Missing samples to measure."); 
     } 
     //check bits are 8 or 16. 
     if (bitsPerSample != 8 && bitsPerSample != 16) 
     { 
      throw new ArgumentException("Only 8 and 16 bit samples allowed."); 
     } 
     //check channels are valid 
     if (channelsToMeasure == null || channelsToMeasure.Length == 0) 
     { 
      throw new ArgumentException("Must have target channels."); 
     } 
     //check each channel is in proper range. 
     foreach (int channel in channelsToMeasure) 
     { 
      if (channel < 0 || channel >= numChannels) 
      { 
       throw new ArgumentException("Invalid channel requested."); 
      } 
     } 

     //ensure we have only full blocks. A half a block isn't considered valid. 
     int sampleSizeInBytes = bitsPerSample/8; 
     int blockSizeInBytes = sampleSizeInBytes * numChannels; 
     if (length % blockSizeInBytes != 0) 
     { 
      throw new ArgumentException("Non-integral number of bytes passed for given audio format."); 
     } 

     double sum = 0; 
     for (var i = 0; i < length; i = i + blockSizeInBytes) 
     { 
      double sumOfChannels = 0; 
      for (int j = 0; j < channelsToMeasure.Length; j++) 
      { 
       int channelOffset = channelsToMeasure[j] * sampleSizeInBytes; 
       int channelIndex = i + channelOffset; 
       if (bitsPerSample == 8) 
       { 
        sumOfChannels = (127 - samples[channelIndex])/byte.MaxValue; 
       } 
       else 
       { 
        double sampleValue = BitConverter.ToInt16(samples, channelIndex); 
        sumOfChannels += (sampleValue/short.MaxValue); 
       } 
      } 
      double averageOfChannels = sumOfChannels/channelsToMeasure.Length; 
      sum += (averageOfChannels * averageOfChannels); 
     } 
     int numberSamples = length/blockSizeInBytes; 
     double rootMeanSquared = Math.Sqrt(sum/numberSamples); 
     if (rootMeanSquared == 0) 
     { 
      return 0; 
     } 
     else 
     { 
      double logvalue = Math.Log10(rootMeanSquared); 
      double decibel = 20 * logvalue; 
      return decibel; 
     } 
    }