android - 如何计算媒体播放器的振幅分贝 (dB)？

Question

我有一个代码来计算 AudioRecord 的实时 dB 振幅。该代码适用于计算 dB 振幅。录音后，我将其保存为 wav 文件。现在，我想播放该文件并重新计算 dB 振幅。但是，我以前无法达到类似的结果。你能帮我修一下吗。这是我在录制和播放时计算 dB 振幅的代码。

1.记录时计算dB幅度

bufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(16000, AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,
            AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
record = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.VOICE_COMMUNICATION, SAMPLE_RATE, AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,
            AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, bufferSize);
audioBuffer = new short[bufferSize];
readSize=record.read(audioBuffer, 0, audioBuffer.length);
double amplitude = 0;
double sum=0;
for (int i = 0; i < readSize; i++) {
     sum += audioBuffer[i] * audioBuffer[i];
}
amplitude = sum / readSize;
dbAmp=20.0 *Math.log10(amplitude/32767.0);

2.假设文件输出为ouput.wav。我使用 MediaPlayer 来播放和计算 Amplitude

String filePath = Environment.getExternalStorageDirectory().getPath() +"/" +"output.wav";
mPlayer = new  MediaPlayer();
mPlayer.setDataSource(filePath);
mPlayer.prepare();
mPlayer.start();
mVisualizerView.link(mPlayer);

其中，mVisualizerView为Visualizer类(class)。该类具有链接功能，例如

 public void link(MediaPlayer player)
  {
    // Create the Visualizer object and attach it to our media player.
    mVisualizer = new Visualizer(player.getAudioSessionId());
    mVisualizer.setScalingMode(Visualizer.SCALING_MODE_NORMALIZED);
    mVisualizer.setCaptureSize(Visualizer.getCaptureSizeRange()[1]);
    // Pass through Visualizer data to VisualizerView
    Visualizer.OnDataCaptureListener captureListener = new Visualizer.OnDataCaptureListener()
    {
      @Override
      public void onWaveFormDataCapture(Visualizer visualizer, byte[] bytes,
          int samplingRate)
      {       
        updateVisualizer(bytes);
      }
      @Override
      public void onFftDataCapture(Visualizer visualizer, byte[] bytes,
          int samplingRate)
      {     
        updateVisualizerFFT(bytes);
      }
    };
    mVisualizer.setDataCaptureListener(captureListener,
        Visualizer.getMaxCaptureRate() / 2, true, true);
    player.setOnCompletionListener(new MediaPlayer.OnCompletionListener()
    {
      @Override
      public void onCompletion(MediaPlayer mediaPlayer)
      {
        mVisualizer.setEnabled(false);
      }
    });
  } 

作为我的任务，我将从函数 updateVisualizer 或 updateVisualizerFFT 中的字节重新计算 dbAmp

   public void updateVisualizer(byte[] bytes) {
    dbAmp = computedbAmp(bytes); 
    mBytes = bytes;
    invalidate();
  }
  public void updateVisualizerFFT(byte[] bytes) {
    dbAmp = computedbAmp(bytes);
    mFFTBytes = bytes;
    invalidate();
  }
  public double computedbAmp(byte[] audioData) {
        //System.out.println("::::: audioData :::::"+audioData);
      double amplitude = 0;
      for (int i = 0; i < audioData.length/2; i++) {
          double y = (audioData[i*2] | audioData[i*2+1] << 8) / 32768.0;
          // depending on your endianness:
          // double y = (audioData[i*2]<<8 | audioData[i*2+1]) / 32768.0
          amplitude += Math.abs(y);
      }
      amplitude = amplitude / audioData.length / 2;
      return amplitude;
    }

目前，我应用一些方法从字节计算 dB 振幅。然而，它们并不正确。你能帮我修复它或向我建议计算它的解决方案吗？谢谢

我期望的解决方案，例如 Sensor Box for Android

Answer 1

如评论中所述，您没有对两者使用相同的计算。另外，我认为这两种方法都不正确。

从第一个示例中的代码来看，看起来您正在尝试计算 RMS，即 sqrt(sumOfSquares/N)，然后转换为 dB。

第二个样本是 sumOfAbs/N 未转换为 dB

另一个非常小的问题是，在一种情况下，您除以 32767，在另一种情况下除以 32768。两者都应该是 32768。

对于第一部分做这样的事情:

double sum=0;
for (int i = 0; i < readSize; i++) {
    double y = audioBuffer[i] / 32768.0;
    sum += y * y;
}
double rms = Math.sqrt(sum / readSize);
dbAmp=20.0 *Math.log10(rms);

对于第 2 部分:

double sum=0;
for (int i = 0; i < audioData.length/2; i++) {
    double y = (audioData[i*2] | audioData[i*2+1] << 8) / 32768.0;
    sum += y * y;
}
double rms = Math.sqrt(sum / audioData.length/2);
dbAmp = 20.0*Math.log10(rms);

请注意，除了破解字节数组外，两者几乎完全相同。这应该是一个线索，可以帮助您找到分解此函数的方法，以后就不会遇到此类问题。

编辑:

还有一件事我忘了说。关于这个问题有一些公开辩论，但根据您的应用，您可能希望对 dBFS 结果进行正弦校准。我的意思是，按照我写的那样，您将在单个满量程正弦波上运行计算，您将得到 0.7071 (1/sqrt(2)) 或 -3dBFS 的 rms 值。如果您希望满量程正弦值恰好达到零 dBFS，则需要将 rms 值乘以 sqrt(2)。