如何从以毫秒为单位的长度中找到以帧、字节和整数为单位的音符长度

Posted 2023-02-25

【中文标题】如何从以毫秒为单位的长度中找到以帧、字节和整数为单位的音符长度

【英文标题】：How to find a note's length in frames, bytes, and ints from its length in milliseconds

【发布时间】：2017-03-01 00:23:20

【问题描述】：

我需要用 Java 编写一个函数，为音频添加特定频率和长度的音符。我有双倍的频率，以及以毫秒为单位的音符长度。

完整功能说明：

This method takes one AudioInputStream and adds the sound of a certain pure frequency to the FRONT of it, lasting a certain length of time. So the method takes two additional parameters: frequency and noteLengthInMilliseconds. The amplitude of the additional sound should be 64*256.

但是，我需要在 Frames 以及 Bytes 和 Ints 中找到笔记的长度。

此外，关于如何将音符创建为样本数据数组（我使用 java.sound.sampled 包）的任何建议都会有所帮助。

帧和采样率：44100.0hz 编码：PCM_SIGNED

【问题讨论】：

什么样的镜框？ PCM 帧？采样率是多少？而且，“以及字节和整数”是什么意思？

PCM_SIGNED 编码，44,100.0 Hz 采样率

【参考方案1】：

由于您的帧速率和采样率相同，假设您指的是 PCM 帧。一个 PCM 帧是每个通道一个样本。如果您只有一个音频通道，每个样本 16 位，则每两个字节获得一帧。如果您有每个样本 16 位的立体声音频，则每四个字节获得一帧。

要计算长度，请取采样率并将其除以。如果我的采样率为 44.1 kHz，并且我希望音符持续半秒：

44,100 * 0.5 = 22,050 samples (22,050 frames)

如果你知道音频是 16 位的，并且只有一个通道：

22,050 * 2 (bytes per channel) * 1 (channels) = 44,100 bytes

【讨论】：

因此，如果我的长度以毫秒为单位，采样率为 44.1 kHz，我会简单地使用 2 个通道：(44,100 * noteLengthInSeconds) * 2 (bytes per channel) * 2 (channels)?

是的。不要忘记将毫秒转换为秒。

【参考方案2】：

以帧为单位的长度是一个简单的计算，它依赖于AudioFormat 中的信息。具体来说，检查属性“frameRate”。每帧的字节数由 frameSize 属性覆盖。

制作音频数据数组需要几个步骤。纯音的值可以通过运行 Math.sin 函数来创建。 Math.PI * 2 相当于一个完整的周期（我希望你已经知道这一点——这是非常初级的），所以使用除法来计算每一步的增量有多小。

Math.sin 函数的结果是介于 -1 和 1 之间的双精度数。您必须将此数字转换为适合分配的数据范围。这是通过将音频值乘以一个因子来完成的。例如，乘以 32767 会得到一个填充 Short 或 16 位有符号的范围。

从 Short 到字节的转换部分取决于您是 big-endian 还是 little-endian。您还必须管理是否有多个音轨（例如，立体声很常见）。所有这些步骤都已在其他 *** 帖子中介绍过。

拥有数据数组后如何处理它，它如何与现有音频结合，部分取决于您是作为音频输出还是尝试创建新的 wav 文件以导出。 Java 教程的Audio Trail 中有一些部分涵盖了播放、保存文件，以及关于文件格式和格式转换的好部分（强烈建议您阅读此内容）。