從音頻中繪製波形的算法

Question

我想從原始音頻文件中繪製波形。我使用FFmpeg對音頻文件進行了解複用/解碼，並且我有這些信息：採樣緩衝區，採樣緩衝區的大小，音頻文件的持續時間（以秒爲單位），採樣率（44100,4800等），採樣大小，採樣格式（uint8，int16，int32，float，double）和原始音頻數據本身。

挖掘在互聯網上，我發現這個算法（更多here）：

白噪聲：

算法

所有你需要做的是隨機每個樣本從幅度到 幅度。我們並不關心大多數情況下的頻道數量，因此我們只需用新的隨機數填充每個樣本。

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; 
} 

這真的很不錯，但我並不想得出這種方式，但這種方式：

有如何我可以使用來繪製任何算法或想法我有什麼信息？

Answer 1

首先，您需要確定屏幕上每個樣本的最終位置。

int x = x0 + sample_number * (xn - x0)/number_of_samples; 

現在，對於具有相同x所有樣品中，確定最小和分別最大爲正值和負值。繪製一條垂直線，一條從負極性到正極極性的黑暗線，然後從極性極小體到正極極性之間的一個小極體。

編輯：想想這個多一點，你可能想用平均值而不是最小值作爲內線。

Answer 2

底部圖形只包含更長的時間跨度，所以如果您增加了numSamples，則會得到更緊密的圖形。但是在白噪聲下，你不會看到正常聲音/音樂中會出現的高峯和低谷。

所以，如果你可以增加你的樣本量，或者至少增加你的樣本週期（X軸），你將開始模擬底部圖表。使用其中兩個來獲得立體聲效果。

Answer 3

有一個不錯的節目audiowaveform來自英國廣播公司R & D做你想做的，你可以諮詢他們的來源。

Answer 4

我想你是指這裏描述的波形。

http://manual.audacityteam.org/o/man/audacity_waveform.html

我沒有看到整個頁面。但是每個垂直條代表一個波形採樣窗口。深藍色是該窗口中的最大正值和最小負值（我認爲）。而淺藍色是RMS均方根。 http://www.mathwords.com/r/root_mean_square.htm。 （基本上你在每個窗口內平均值，取平均值，然後平方根。

希望這會有所幫助。

Answer 5

showwavespic

ffmpeg可以得出與showwavespic過濾器的波形。

ffmpeg -i input -filter_complex "showwavespic=split_channels=1" output.png 

的選項見showwavespic filter documentation。

showwaves

您也可以使實時波形的視頻與showwaves過濾器。

ffmpeg -i input -filter_complex \ 
"showwaves=s=600x240:mode=line:split_channels=1,format=yuv420p[v]" \ 
-map "[v]" -map 0:a -movflags +faststart output.mp4 

查看showwaves filter documentation的選項。

Answer 6

第二波形可能是一個簡單的之字形圖形的列近似。

每一列是從先前採樣幅度與當前樣本幅度的線。

因此，將所有樣本作爲預先測試的點讀取到畫布或紋理中，然後，一旦您完成了該操作，就可以執行兩種情況，使用條而不是點，向上繪製至最後一個樣本或向上取決於哪一個更高，只要你畫一條線到兩條線。這確保了波形很小，下一個採樣之間的能量較低，而高能量則較高。

您可以爲它定義別名並測量多個樣本，它只取決於您正在運行的硬件，如果您想讀取1000ds樣本並製作波形的巨大二維數組表示，然後將其向下變爲較小的可顯示圖像，或者如果您只想運行512個樣本並更新速度較快。在程序中使用2d畫布時，應該快速製作512個以上樣本的詳細波形。

...不同的選項是一樣的，在其它應答的灰度波形，從+當前樣本吸取絕對值線至CURRENT樣品。

它有助於平均多個樣本，即曾經4次採樣或獲得每4個樣本的最大有少不穩定圖，它的快速走樣的孩子。