NAudio определение тона(ноты)

@daxaker · Регистрация: 20.04.2011

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте, у меня возник вопрос: Имеется код реализованный с помощью библиотеки NAudio который берет данные со звуковой карты и обрабатывает, на данный момент просто записывает его в WAV-файл. и имееться 2 класса - Автокорреляция и FFT(пока незнаю какой использовать) для поиска этой самой частоты(ноты) в звуковом потоке. возникла ситуация что я не в состоянии сообразить как применить эти самые классы для определения тона, код прилагаеться,помогите разобраться пожалуйста...оч. хочеться с этим разобраться.
собственно код:

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using NAudio.Wave;
using System.IO;
using Microsoft.Win32;
 
 
namespace Recorder
{
    class AudioProc
    {
        private enum RecordingState
        {
            Stoped,
            Recording
        }
        
        private string FileName;
        private WaveFileWriter writer;
        private RecordingState recordingState;
        private WaveIn waveIn;
        private float Pitch;
        public float pitch 
        { 
            get
            {
                return Pitch;
            }
            set
            {
                Pitch = value;
            }
        }
        public void waveInStart(int device)
        {
            FileName = Path.Combine(Path.GetTempPath(), Guid.NewGuid().ToString() + ".wav");
            waveIn = new WaveIn();
            waveIn.DeviceNumber = device;
            waveIn.DataAvailable += waveIn_DataAvailable;
            waveIn.WaveFormat = new WaveFormat(44100, 1);
            writer = new WaveFileWriter(FileName, waveIn.WaveFormat);
            waveIn.StartRecording();
            recordingState = RecordingState.Recording;
            
           
        }
 
        private void waveIn_DataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e)
        {
            byte[] buffer = e.Buffer;
            int bytesRecorded = e.BytesRecorded;
            WriteToFile(buffer, bytesRecorded);
            for (int index = 0; index < e.BytesRecorded; index += 2)
            {
                short sample = (short)((e.Buffer[index + 1] << 8) | e.Buffer[index + 0]);
                float sample32 = sample / 32768f;
            }
        }
 
        private void WriteToFile(byte[] buffer, int bytesRecorded)
        {
            long maxFileLength = waveIn.WaveFormat.AverageBytesPerSecond * 60;
 
            if (recordingState == RecordingState.Recording)
            {
                int towrite = (int)Math.Min(maxFileLength - writer.Length, bytesRecorded);
                if (towrite > 0)
                {
                writer.WriteData(buffer, 0, bytesRecorded);
                }
                else
                {
                    waveInStop();
                }
            }
         
        }
        public void waveInStop()
        {
           waveIn.StopRecording();
           recordingState = RecordingState.Stoped;
           writer.Dispose();
        }
 
     
 
        public void Save()
        {
            SaveFileDialog saveFileDialog = new SaveFileDialog();
            saveFileDialog.Filter = "WAV file (.wav)|*.wav";
            saveFileDialog.DefaultExt = ".wav";
            bool? result = saveFileDialog.ShowDialog();
            if (result.HasValue && result.Value)
            {
                SaveAs(saveFileDialog.FileName);
            }
        }
 
        private void SaveAs(string fileName)
        {
            //string source = Path.Combine(Path.GetTempPath(), new Guid().ToString() + ".wav");
            if (File.Exists(fileName)) File.Delete(fileName); 
            File.Copy(FileName,fileName);
        }
       
       
    } 
}

Автокорреляция:

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
 
namespace Recorder
{
    class AutoCorrelator: IPitchDetect
    {
         private float[] prevBuffer;
        private int minOffset;
        private int maxOffset;
        private float sampleRate;
 
        public AutoCorrelator(int sampleRate)
        {
            this.sampleRate = (float)sampleRate;
            int minFreq = 85;
            int maxFreq = 255;
 
            this.maxOffset = sampleRate / minFreq;
            this.minOffset = sampleRate / maxFreq;
        }
 
        public float DetectPitch(float[] buffer, int frames)
        {
            if (prevBuffer == null)
            {
                prevBuffer = new float[frames];
            }
            float secCor = 0;
            int secLag = 0;
 
            float maxCorr = 0;
            int maxLag = 0;
 
            // starting with low frequencies, working to higher
            for (int lag = maxOffset; lag >= minOffset; lag--)
            {
                float corr = 0; // this is calculated as the sum of squares
                for (int i = 0; i < frames; i++)
                {
                    int oldIndex = i - lag;
                    float sample = ((oldIndex < 0) ? prevBuffer[frames + oldIndex] : buffer[oldIndex]);
                    corr += (sample * buffer[i]);
                }
                if (corr > maxCorr)
                {
                    maxCorr = corr;
                    maxLag = lag;
                }
                if (corr >= 0.9 * maxCorr)
                {
                    secCor = corr;
                    secLag = lag;
                }
            }
            for (int n = 0; n < frames; n++)
            { 
                prevBuffer[n] = buffer[n]; 
            }
            float noiseThreshold = frames / 1000f;
            //Debug.WriteLine(String.Format("Max Corr: {0} ({1}), Sec Corr: {2} ({3})", this.sampleRate / maxLag, maxCorr, this.sampleRate / secLag, secCor));
            if (maxCorr < noiseThreshold || maxLag == 0) return 0.0f;
            //return 44100.0f / secLag;   //--works better for singing
            return this.sampleRate / maxLag;
        }
    }
}

FFT Бренси:

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
 
namespace Recorder
{
    public interface IPitchDetect
    {
        float DetectPitch(float[] buffer, int frames);
    }
    class PitchDetect: IPitchDetect
    {
         private float sampleRate;
 
        public PitchDetect(float sampleRate)
        {
            this.sampleRate = sampleRate;
        }
 
        public const double PI_VAL = 3.14159265358979323846;
        /* 
           FFT routine, (C)1996 S.M.Bernsee. Sign = -1 is FFT, 1 is iFFT (inverse)
           Fills fftBuffer[0...2*fftFrameSize-1] with the Fourier transform of the
           time domain data in fftBuffer[0...2*fftFrameSize-1]. The FFT array takes
           and returns the cosine and sine parts in an interleaved manner, ie.
           fftBuffer[0] = cosPart[0], fftBuffer[1] = sinPart[0], asf. fftFrameSize
           must be a power of 2. It expects a complex input signal (see footnote 2),
           ie. when working with 'common' audio signals our input signal has to be
           passed as {in[0],0.,in[1],0.,in[2],0.,...} asf. In that case, the transform
           of the frequencies of interest is in fftBuffer[0...fftFrameSize].
       */
        private void smbFft(float[] fftBuffer, int fftFrameSize, int sign)
        {
            float wr, wi, arg, temp;
            int p1, p2; // MRH: were float*
            float tr, ti, ur, ui;
            int p1r, p1i, p2r, p2i; // MRH: were float*
            int i, bitm, j, le, le2, k;
            int fftFrameSize2 = fftFrameSize * 2;
 
            for (i = 2; i < fftFrameSize2 - 2; i += 2)
            {
                for (bitm = 2, j = 0; bitm < fftFrameSize2; bitm <<= 1)
                {
                    if ((i & bitm) != 0) j++;
                    j <<= 1;
                }
                if (i < j)
                {
                    p1 = i; p2 = j;
                    temp = fftBuffer[p1];
                    fftBuffer[p1++] = fftBuffer[p2];
                    fftBuffer[p2++] = temp;
                    temp = fftBuffer[p1];
                    fftBuffer[p1] = fftBuffer[p2];
                    fftBuffer[p2] = temp;
                }
            }
            int kmax = (int)(Math.Log(fftFrameSize) / Math.Log(2.0) + 0.5);
            for (k = 0, le = 2; k < kmax; k++)
            {
                le <<= 1;
                le2 = le >> 1;
                ur = 1.0f;
                ui = 0.0f;
                arg = (float)(PI_VAL / (le2 >> 1));
                wr = (float)Math.Cos(arg);
                wi = (float)(sign * Math.Sin(arg));
                for (j = 0; j < le2; j += 2)
                {
                    p1r = j; p1i = p1r + 1;
                    p2r = p1r + le2; p2i = p2r + 1;
                    for (i = j; i < fftFrameSize2; i += le)
                    {
                        float p2rVal = fftBuffer[p2r];
                        float p2iVal = fftBuffer[p2i];
                        tr = p2rVal * ur - p2iVal * ui;
                        ti = p2rVal * ui + p2iVal * ur;
                        fftBuffer[p2r] = fftBuffer[p1r] - tr;
                        fftBuffer[p2i] = fftBuffer[p1i] - ti;
                        fftBuffer[p1r] += tr;
                        fftBuffer[p1i] += ti;
                        p1r += le;
                        p1i += le;
                        p2r += le;
                        p2i += le;
                    }
                    tr = ur * wr - ui * wi;
                    ui = ur * wi + ui * wr;
                    ur = tr;
                }
            }
        }
    
        private float HammingWindow(int n, int N) 
        {
            return 0.54f - 0.46f * (float)Math.Cos((2 * Math.PI * n) / (N - 1));
        }
 
        private float[] fftBuffer;
        private float[] prevBuffer;
        public float DetectPitch(float[] buffer, int inFrames)
        {
            Func<int, int, float> window = HammingWindow;
            if (prevBuffer == null)
            {
                prevBuffer = new float[inFrames];
            }
 
            // double frames since we are combining present and previous buffers
            int frames = inFrames * 2;
            if (fftBuffer == null)
            {
                fftBuffer = new float[frames * 2]; // times 2 because it is complex input
            }
 
            for (int n = 0; n < frames; n++)
            {
                if (n < inFrames)
                {
                    fftBuffer[n * 2] = prevBuffer[n] * window(n, frames);
                    fftBuffer[n * 2 + 1] = 0; // need to clear out as fft modifies buffer
                }
                else
                {
                    fftBuffer[n * 2] = buffer[n-inFrames] * window(n, frames);
                    fftBuffer[n * 2 + 1] = 0; // need to clear out as fft modifies buffer
                }
            }
 
            // assuming frames is a power of 2
            smbFft(fftBuffer, frames, -1);
 
            float binSize = sampleRate / frames;
            int minBin = (int)(85 / binSize);
            int maxBin = (int)(300 / binSize);
            float maxIntensity = 0f;
            int maxBinIndex = 0;
            for (int bin = minBin; bin <= maxBin; bin++)
            {
                float real = fftBuffer[bin * 2];
                float imaginary = fftBuffer[bin * 2 + 1];
                float intensity = real * real + imaginary * imaginary;
                if (intensity > maxIntensity)
                {
                    maxIntensity = intensity;
                    maxBinIndex = bin;
                }
            }
            return binSize * maxBinIndex;
        }
    }
 
}

P.S. Прошу прощения если что то невнятно или неверно оформленно, очень нужно разобраться, буду признателен за любую помощ и наводки.

@daxaker · 26.04.2011, 21:56 **[ТС]**

Вещь абсолютно сырая, кнопки набросаны на форму,показывает пока только частоту, а не саму ноту, но в принципе функционально. супер результатов не ждите.работа только начата. в архиви ЕХЕ-шник программы и библиотека которую он использует.

@furmanets · 29.05.2011, 12:11

daxaker, скинь если можешь код, меня интересует как ты добрался до списка audio device. Спасибо

@FurmanA · 30.05.2011, 00:25

имеете кто то код этой программы. Очень нужно, или подскажите как взять частоты с микрофона, у меня как запускаю свою программу хоть говорю хоть не говорю все равно цифры бегают, а нужно чтобы бегали когда только в микрофон говорю

@daxaker · 30.05.2011, 09:57 **[ТС]**

Сообщение от furmanets

daxaker, скинь если можешь код, меня интересует как ты добрался до списка audio device. Спасибо

Все просто, код примерно вот такого вида.

C#
1
2
3
4
5
6
7
 for (int waveInDevice = 0; waveInDevice < WaveIn.DeviceCount; waveInDevice++)
            {
 
                WaveInCapabilities deviceInfo = WaveIn.GetCapabilities(waveInDevice);
                listBox1.Items.Add(String.Format("Device {0}: {1}", waveInDevice, deviceInfo.ProductName));
 
            }

@FurmanA · 30.05.2011, 10:27

daxaker, Спасибо, а не подскажете как вытащить частоты с микрофона. Буду очень благодарен.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Программный домашний кинотеатр russiannick 27.09.2026 Сподобился на программный домашний кинотеатр. В качестве ЯВУ по традиции выбрал js. В помощники взял Яндекс-Алису. Было создано три зала на разные интересы. исторические и ретро сериал Хичкок. . .	Беседа с ИИ о программистах, недопускающих к созданию и правке кода генеративные ИИ и причины этого zorxor 21.09.2026 Раньше я радовался или получал некоторые эмоции, пусть небольшие, но всё же, от самого процесса написания кода, рекомпиляции и запуска, видя постепенное развитие программы и прочее. А теперь лень. . .	Мобильное приложение ColorStep pavlinmavlin 17.09.2026 Реализовал приложение Красный, Зеленый, Синий в Unity3d + c#. Название изменил на ColorStep. Приложение прошло модерацию и теперь доступно для скачивания. Делал его сам, шаг за шагом — и вот,. . .	Запрет дублирования строк в табличной части Maks 13.09.2026 Реализация из решения ниже выполнена на нетиповом справочнике "Нормы ТО" с табличной часть "Виды ТО", разработанного в КА2, со следующими реквизитами: - ВидТО (СправочникСсылка. ВидыТО); - ВидГСМ. . .
Скрипты Tampermonkey для CyberForum, ChatGPT, Claude и пр. Jin X 06.09.2026 Скрипты Tampermonkey для CyberForum, ChatGPT, Claude и пр. Работая с форумом и нейросетями в браузере часто хочется что-то подкорректировать или добавить какого-то функционала. Ниже прикреплён. . .	Программа опроса у.з. расходомера SLS-720F Argus19 02.09.2026 Программа опроса у. з. расходомера SLS-720F Программа опрашивает один раз в минуту три ультразвуковых расходомера SLS-720F через интерфейс RS-485 по протоколу Modbus RTU. Опрашиваются регистры. . .	Hyper-V: Компьютер должен поддерживать доверенный платформенный модуль 2.0. Maks 31.08.2026 При установке Windows 11 на виртуальную машину Hyper-V 2-го поколения вылезла такая ошибка: Решение: в параметрах виртуальной машины, в разделе "Безопасность" (Security) активировать флаг. . .	Архитектура биовида Стива в Майнкрафте: Зачем бонобо кубический каннибализм anaschu 30.08.2026 Кубический Вагинокапитализм в Minecraft: Математический инвариант ОДУ и рок Стивов-бонобо Главная задача разработанной «Модели Всего» — наглядно продемонстрировать наличие системной «судьбы». . .

@furmanets 1 / 1 / 0 Регистрация: 21.02.2011 Сообщений: 13
	29.05.2011, 12:11
	daxaker, скинь если можешь код, меня интересует как ты добрался до списка audio device. Спасибо 1

@FurmanA 1 / 1 / 1 Регистрация: 16.04.2011 Сообщений: 7
	30.05.2011, 00:25
	имеете кто то код этой программы. Очень нужно, или подскажите как взять частоты с микрофона, у меня как запускаю свою программу хоть говорю хоть не говорю все равно цифры бегают, а нужно чтобы бегали когда только в микрофон говорю 0

@FurmanA 1 / 1 / 1 Регистрация: 16.04.2011 Сообщений: 7
	30.05.2011, 10:27
	daxaker, Спасибо, а не подскажете как вытащить частоты с микрофона. Буду очень благодарен. 0