正弦波交替扭曲在Java

Question

我想生成正弦波并将其添加到字节数组。我搜索并找到了。但是，我总是会像附件一样得到失真的波形。

请给我你的意见为什么发生。谢谢。

我的代码是在这里

private byte[] getData(int freq) { // taking pitch data 
    double pha = Math.PI/2;   // defining phase 
    final int LENGTH = 44100 * 10; // defining length of sine wave, byte array 
    final byte[] arr = new byte[LENGTH]; 
    for(int i = 0; i < arr.length; i++) { 
     double angle = (2.0 * Math.PI * i*freq+pha)/(44100); 
     arr[i] = (byte) (Math.cos(angle) *127* 0.3); // 0.3 is amplitude scale   
    } 
    return arr; 
} 

Distort waveform example pic

Answer 1

的代码看起来不错。我怀疑它是可视化器将two's complement有符号值解释为无符号（-1变为255，-2变成254等等）。

写到一个wav文件，并用SonicVisualiser

绘制它根据WAVE PCM soundfile format：

8位采样存储为无符号字节，范围从0到255 16位采样存储为2的补码有符号整数，范围从-32768到32767.

它看起来像你e它需要将正弦波向上移动128（以便它完全适合0-255范围），或者移动到使用16位采样。

Answer 2

您可以使用此代码来说服自己，你产生了什么是Java语义水平适当：

public static void main(String[] args) { 
    for (byte b : getData(300)) System.out.println(sample(b)); 
} 

static String sample(byte val) { 
    final int len = (val-Byte.MIN_VALUE)/2; 
    final StringBuilder b = new StringBuilder(); 
    for (int i = 0; i < len; i++) b.append(i < len-1? ' ' : '#'); 
    return b.toString(); 
} 

它将打印一个很好的垂直正弦波。用这种方法生产的无符号字节修复代码：

static byte[] getData(int freq) { 
    double pha = Math.PI/2; 
    final int LENGTH = 44100 * 10; 
    final byte[] arr = new byte[LENGTH]; 
    for(int i = 0; i < arr.length; i++) { 
    double angle = (2.0 * Math.PI * i*freq+pha)/(44100); 
    int unsignedSample = (int) (Math.cos(angle)*Byte.MAX_VALUE*0.3 - Byte.MIN_VALUE); 
    arr[i] = (byte) (unsignedSample & 0xFF); 
    } 
    return arr; 
} 

如果打印这一点，你会看到你在SonicVisualizer看到了同样的波形，但该工具会显得你意的方式。