java - Java の正弦波サウンド ジェネレーター

Question

Javaで任意の周波数で正弦波サウンドを生成する最も簡単な方法は何ですか? サンプル サイズが 2 バイトを超えると役に立ちますが、実際には問題になりません。

Answer 1

Beeper自己完結型の例については、を参照してください。

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おそらくもっと単純なものでしょうか？

リンクされた回答の上部に示されている51行のスニペット（以下に繰り返されます-単一行とインラインコメントのためにスペースを空けています）は、トーンを生成するのと同じくらい簡単です（OK、5行以上を取り出すことができます高調波）。

純粋なトーンを生成するためにツールキットに組み込まれているメソッドであるべきだと人々は考えているようです。そうではなく、作成するには少し計算が必要です。

/** Generates a tone, and assigns it to the Clip. */
public void generateTone()
    throws LineUnavailableException {
    if ( clip!=null ) {
        clip.stop();
        clip.close();
    } else {
        clip = AudioSystem.getClip();
    }
    boolean addHarmonic = harmonic.isSelected();

    int intSR = ((Integer)sampleRate.getSelectedItem()).intValue();
    int intFPW = framesPerWavelength.getValue();

    float sampleRate = (float)intSR;

    // oddly, the sound does not loop well for less than
    // around 5 or so, wavelengths
    int wavelengths = 20;
    byte[] buf = new byte[2*intFPW*wavelengths];
    AudioFormat af = new AudioFormat(
        sampleRate,
        8,  // sample size in bits
        2,  // channels
        true,  // signed
        false  // bigendian
        );

    int maxVol = 127;
    for(int i=0; i<intFPW*wavelengths; i++){
        double angle = ((float)(i*2)/((float)intFPW))*(Math.PI);
        buf[i*2]=getByteValue(angle);
        if(addHarmonic) {
            buf[(i*2)+1]=getByteValue(2*angle);
        } else {
            buf[(i*2)+1] = buf[i*2];
        }
    }

    try {
        byte[] b = buf;
        AudioInputStream ais = new AudioInputStream(
            new ByteArrayInputStream(b),
            af,
            buf.length/2 );

        clip.open( ais );
    } catch(Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

Answer 2

Java Sound APIを使用Math.sinして、実際のウェーブ レベルを作成します。

http://www.developer.com/java/other/article.php/2226701には、これに関する優れたチュートリアルがあり、以前に参照しました。 http://jsresources.org/examples/も参考になりました。

Answer 3

開始するための簡単なコードが必要な場合は、これが役立ちます

import javax.sound.sampled.AudioFormat;
import javax.sound.sampled.AudioSystem;
import javax.sound.sampled.LineUnavailableException;
import javax.sound.sampled.SourceDataLine;

public class SinSynth {
    //
   protected static final int SAMPLE_RATE = 16 * 1024;


   public static byte[] createSinWaveBuffer(double freq, int ms) {
       int samples = (int)((ms * SAMPLE_RATE) / 1000);
       byte[] output = new byte[samples];
           //
       double period = (double)SAMPLE_RATE / freq;
       for (int i = 0; i < output.length; i++) {
           double angle = 2.0 * Math.PI * i / period;
           output[i] = (byte)(Math.sin(angle) * 127f);  }

       return output;
   }



   public static void main(String[] args) throws LineUnavailableException {
       final AudioFormat af = new AudioFormat(SAMPLE_RATE, 8, 1, true, true);
       SourceDataLine line = AudioSystem.getSourceDataLine(af);
       line.open(af, SAMPLE_RATE);
       line.start();

       boolean forwardNotBack = true;

       for(double freq = 400; freq <= 800;)  {
           byte [] toneBuffer = createSinWaveBuffer(freq, 50);
           int count = line.write(toneBuffer, 0, toneBuffer.length);

           if(forwardNotBack)  {
               freq += 20;  
               forwardNotBack = false;  }
           else  {
               freq -= 10;
               forwardNotBack = true;  
       }   }

       line.drain();
       line.close();
    }

}

Answer 4

最初に、ノートの周波数を返すクラスNoteを作成し、それをバイト配列に変換することをお勧めします。

次に、非常に簡単にストリーミングします

    protected static final int SAMPLE_RATE = 8 * 1024;


    public static void main(String[] args) throws LineUnavailableException {
        final AudioFormat af = new AudioFormat(SAMPLE_RATE, 8, 1, true, true);
        SourceDataLine line = AudioSystem.getSourceDataLine(af);
        line.open(af, SAMPLE_RATE);
        line.start();

        // fist argument is duration of playing note 
        byte[] noteDo = Note.DO.getTone(1, SAMPLE_RATE);
        byte[] noteRe = Note.RE.getTone(0.5, SAMPLE_RATE);
        byte[] noteMi = Note.MI.getTone(1.5, SAMPLE_RATE);

        line.write(noteDo, 0, noteDo.length);
        line.write(noteRe, 0, noteRe.length);
        line.write(noteMi, 0, noteMi.length);

        line.drain();
        line.close();
    }



public enum Note {

    DO(0.0f), DO_DIEZ(1.0f),
    RE(2.0f), RE_DIEZ(3.0f),
    MI(4.0f),
    FA(5.0f), FA_DIEZ(6.0f),
    SOL(7.0f),SOL_DIEZ(8.0f),
    LYA(9.0f),LYA_DIEZ(10.0f),
    SI(11.0f);


    private final double mPhase;

    Note(double phase) {
        mPhase = phase;
    }

    public double getNoteFrequencies() {

        double index = getmPhase()/ 12.0d;

        return 440 * Math.pow(2, index);
    }

    public static Note getNote(double phase) throws Exception {

        Note findNote = null;

        for (Note note : Note.values()){
            if (note.getmPhase() == phase){
                findNote = note;
            }
        }

        if (findNote == null)
            throw new Exception("Note not found: Ilegal phase " + phase);
        else
            return findNote;
    }

    public byte[] getTone(double duration, int rate){

        double frequencies = getNoteFrequencies();

        int maxLength = (int)(duration * rate);
        byte generatedTone[] = new byte[2 * maxLength];

        double[] sample = new double[maxLength];
        int idx = 0;

        for (int x = 0; x < maxLength; x++){
            sample[x] = sine(x, frequencies / rate);
        }


        for (final double dVal : sample) {

            final short val = (short) ((dVal * 100f));

            // in 16 bit wav PCM, first byte is the low order byte
            generatedTone[idx++] = (byte) (val & 0x00ff);
            generatedTone[idx++] = (byte) ((val & 0xff00) >>> 8);

        }

        return generatedTone;
    }

    private double sine(int x, double frequencies){
        return Math.sin(  2*Math.PI * x * frequencies);
    }

    public double getmPhase() {
        return mPhase;
    }
}

Answer 5

正弦波を生成するための非常に効率的なアルゴリズムがあることを指摘したいと思います。

DSP トリック: 正弦波トーン ジェネレーター http://www.dspguru.com/dsp/tricks/sine_tone_generator