作者:野比 (conmajia@gmail.com)
时间:May, 2012
封面图片为野比原创,请勿未经允许私自引用
这是意大利人 Angelo Gattuso(evol76)2008 年 12 月 22 日发表的文章。由本人翻译成中文。
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原作者 Angelo Gattuso (evol76)
国籍 意大利
Angelo Gattuso(安吉罗·刚图索——译者按)2003 年 11 月毕业于都灵理工大学软件工程专业。
他目前从事软件工程师,开发和策划商业软件。在 ASP.NET 和三层架构软件方面都有涉足。
他喜欢音乐、读书还有烹饪——其实他更喜欢吃。
介绍
本文的点子是「把图形画到声音里去」,尤其是画到声音的频域之中。
声音可以用多种方式表示。通常,可以用「幅度 - 时间」图(波形)和「频率 - 时间」图(频谱)来表示。
下图显示了声音在时域中的幅度波形:
图中,X 轴为时间,Y 轴为声音幅度。第二类音频信号的显示方式是显示其不同的频率组成:
图中,X 轴为时间,Y 轴为频率。浅色(白)代表高该频率成分强度较高,深色(黑)表示强度较低。
可以从图中看到,声音是如何在频率和时间上变化的。
快速傅里叶变换
快速傅里叶变换是将信号(在这里,就是音频信号)变换到其频域的一种操作。
之后,可以看到输入信号的频率组成方式。快速傅里叶变换(FFT)是一种高效计算傅里叶变换的算法。
逆操作(IFFT,逆傅里叶变换)从频域获取数据,输出时域值。我们可以利用该算法将图形画到音频中。
我们将图形作为频域信号的输入,然后应用 IFFT 算法,就可以得到音频的波形用于生成输出的 wave 文件。
程序
图中的黑板是音频信号的「频率 - 时间」图。点击「开始(Start)」按钮左边的方框,
可以改变画笔颜色,然后可以用该种颜色在黑板上绘制图形。
使用较深的颜色(如深灰)可以获得较好的处理结果。
点击「开始(Start)」按钮,利用 IFFT 算法计算数据,并生成输出音频文件。
现在我们画点东西:
我们可以用 Cooledit 之类的程序来查看结果。
(下图显示的是一个 wav 文件的「频率 - 时间」图,而非我们通常见到的波形图——译者按)
代码
程序使用 C# 编写。这里我们用到了 2 个基础库:
·Garrett Hoofman 的Wave
File Library。该库用于产生 wav 输出文件
·任意 IFFT 算法库
-
usingSystem;
-
usingSystem.Collections.Generic;
-
usingSystem.Text;
-
usingSystem.Drawing;
-
usingWaveLibrary;
-
-
namespaceImg2Wav
-
{
-
classCore_Img2Wav
-
{
-
-
privateconstdoubleMAX_DATA=+50;
-
privateconstdoubleMIN_DATA=-50;
-
-
privateconstStringNoInputBitmap="Noinputbitmap";
-
-
publicBitmapInputBitmap{get;set;}
-
publicWaveFileOutputWav{get;set;}
-
-
publicvoidStart()
-
{
-
intNumSamples=InputBitmap.Width*InputBitmap.Height;
-
byte[]Samples=newbyte[NumSamples];
-
OutputWav=newWaveFile(1,16,44000);
-
if(InputBitmap==null)thrownewException(NoInputBitmap);
-
double[]data=newdouble[InputBitmap.Height];
-
-
intw=0;
-
for(inti=0;i<InputBitmap.Width;i++)
-
{
-
for(intj=0;j<InputBitmap.Height;j++)
-
{
-
ColorC=InputBitmap.GetPixel(i,j);
-
data[j]=(C.R+C.G+C.B)/3;
-
}
-
-
FFT_Img2Wav.inverse(data);
-
-
for(intx=0;x<data.Length;x++)
-
{
-
Samples[w]=(byte)(MAX_DATA*data[x]);
-
w++;
-
}
-
}
-
-
OutputWav.SetData(Samples,NumSamples);
-
}
-
}
-
}
许可
本文及相关源代码和文件,适用The
Code Project Open Licen (CPOL)
关于版权
前段时间和老外Aisha Ikram聊天(之前翻译过他的《C#快速入门》等作品),AI说有个中国朋友看到有他的文章,但署名不是他。AI就把链接
发给我,我一看是我翻译的,但我的名字和原发站都没有。哈哈,就剩「人棍」,那哥们给去头去尾切的光溜溜的。
其实说真的,我也觉得在中国老外的那些 License 都是防君子的。但好歹也要装一下吧?
哈哈,开玩笑,个人行为,个人负责。
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