android 录音分贝动画简书

转载

mob64ca140c3859 2024-07-11 20:46:46

文章标签 android 录音分贝动画简书单片机数据 github 采样率 文章分类 Android 移动开发

声压声压级

android 录音分贝动画简书_数据

基准声压为 0.00002Pa

基准声压的作用是，希望对数单位为0，因为lg1=0

android 录音分贝动画简书_采样率_02

分贝和贝尔的差别：

分贝是十分之一贝尔

android 录音分贝动画简书_采样率_03

分贝又称作：功率增益

一切开始由ADC采集模拟信号的离散状态开始，用离散信号还原原本的信号

dB值一般以ADC采的最大值作为0dB，举例：

比如表示 -6dB（图中应该是 -3dB，dB的计算方式应该是 10 lg(V1/V2），比如 10 lg（2）= 3.01 ≈ 3）

android 录音分贝动画简书_数据_04

PCM

抽样，量化，编码

抽样：涉及到采样率

量化：把无限多的值变成有限的值，

比如0到3之间有无限个数字，但我们人为把0到3分为，1,2，3

编码：

android 录音分贝动画简书_github_05

采样率

比如 44.1kHz，每秒采集数据 44.1k次

android 录音分贝动画简书_android 录音分贝动画简书_06

48kHz用在影碟
96或者192用在DVD的音频

采样位数（比特率）

android 录音分贝动画简书_android 录音分贝动画简书_07

量化失真：量化级差（间隔）越小，精度越高，量化噪声越小

12bit，16bit, 24bit

和动态范围有关，一般简单乘以 6.02。比如

声道

比特率

android 录音分贝动画简书_单片机_08

6 dB规则

android 录音分贝动画简书_github_09

动态范围(dB) = 6.02n + 1.76 ≈ 6n （dB）

n是数据的采样位数（16bit 24bit 32bit）

android 录音分贝动画简书_数据_10

比如一个24bit的转换器，实际上的范围不是144dB，而是105dB

定点数，浮点数

android 录音分贝动画简书_数据_11

DFT的原理

求卷积的过程是，把原信号和cosx相乘，比如原信号是一个sinx，那么当测试信号cosx移动90度时，两者相乘后的函数，
在周期内的积分不为0，且达到最大值，这个最大值就是测试信号对原信号的贡献，该角度就是测试信号的相位

同时，一个相位不为0的余弦信号，又等于两个不同幅度的相位为0的正弦和余弦信号相加

android 录音分贝动画简书_单片机_12

这个积分得到sin(2πft) 和 cos(2πft)和原信号相乘的卷积，从而可以得出测试信号cosx的相位和比例

相位：sin积分除以cos的积分

对原信号的贡献：两者的平方根

原式等于 a + ib，a为原信号和cos的积分，b为原信号和sin的积分

量化误差

滤波器

所有滤波器实现的原理，无非是延时加权求和

传输BUFFER

android 录音分贝动画简书_github_13

当收到DMA HALF TRANSMITTED COMPLETE INT时，就可以对 0，1,2，3，的数据进行处理

当收到DMA TRANSMITTED COMPLETE时，就可以对 4，5,6，7的数据进行处理，然后就可以发送 0,1，2,3的数据

biquad滤波

android 录音分贝动画简书_数据_14

Q值是 resonance，FS是截止频率,（又称作 Fc 中心频率）比如Fc为1000，
Fc为系统最大响度-3dB处，所以中心频率的信号，幅度会稍微缩小

阶数决定滤波器的性能 12dB/24dB，双二阶就能满足12dB的性能，如果要24dB，就串联两个双二阶 ( biquad）
这样a,b的系数会增加，
同时定点的计算要考虑相乘溢出的问题

https://webaudio.github.io/Audio-EQ-Cookbook/audio-eq-cookbook.html 原理： https://www.earlevel.com/main/2003/02/28/biquads/
具体代码：https://github.com/dmgleichman/biquad_design_tool
具体代码：https://github.com/dmgleichman/biquad_design_tool/blob/master/Labwindows_Project/formula.c
JS代码：https://arachnoid.com/BiQuadDesigner/javascript/BiQuadFilter.js
网页图示：https://www.earlevel.com/main/2021/09/02/biquad-calculator-v3/
网页图示：https://arachnoid.com/BiQuadDesigner/index.html

线性时不变

信号处理基础

android 录音分贝动画简书_android 录音分贝动画简书_15

android 录音分贝动画简书_采样率_16

浮点转定点

https://medium.com/incredible-coder/converting-fixed-point-to-floating-point-format-and-vice-versa-6cbc0e32544e https://www.jianshu.com/p/825880324089

float int_to_float(x)//2^15
{
		int8_t sign;
		int16_t c;
		float f;
		c = abs(x);
		sign = 1 ;
    if (x < 0)
		{
			c = x - 1;
			c = ~c;
			sign = -1;
		}              
    f = (1.0 * c) / (32768);
    f = f * sign;
    return f;
}

int16_t float_to_fixed(float f)
{
		int16_t a;
	  a = f* (32768)+0.5;;
    if(a < 0)
		{
			a =  abs(a);
			a = ~a;
			a += 1;
		}
    return a;
}