Android 调音器开发

什么是调音器？

是一种乐器的辅助工具，用于各种弦乐器的调音，包括吉他调音器，贝斯调音器，钢琴调音器，古筝调音器，尤克里里调音器等。可根据乐音的频率判断所处的音符，从而校准改弦是否需要拧紧或者放松。

TarsosDSP接入

TarsosDSP是一个用Java编写的开源音频处理库，旨在提供音频分析和音频处理的功能。它提供了一组丰富的工具和算法，可用于音频信号的分析、转换和合成。

TarsosDSP的主要功能包括：

音频录制和播放：可以使用TarsosDSP捕获音频输入并进行实时或离线音频处理。
音频格式转换：可以将音频文件从一种格式转换为另一种格式，例如从MP3到WAV。
音频特征提取：可以提取音频信号的各种特征，如频谱、光谱包络、音高、节拍等。
音频滤波器：提供了各种滤波器，如低通、高通、带通和带阻滤波器，可用于音频信号的频率调整和去噪等任务。
音频合成：可以使用合成算法生成音频信号，如合成特定频率的波形信号或合成复杂的音乐音轨。
音频分析和处理：提供了一系列算法和工具，如FFT变换、MFCC（Mel频率倒谱系数）提取、音高估计、音频匹配等，用于音频信号的分析和处理。

TarsosDSP具有易于使用的API，使开发人员能够在自己的Java应用程序中轻松集成音频处理功能。它适用于各种应用领域，包括音频分析、音乐信息检索、音频特征提取、音频处理和合成等。

准备开发

了解了TarsosDSP的功能后，我们就可以去GitHub上找到并下载该库的最新包

地址（https://0110.be/releases/TarsosDSP/），下载完成后，将jar包依赖至我们的项目中

获取频率

音频分析需要录音的功能，在申请得到录音权限后，就可以通过TarsosDSP获取我们所需要的音频了

java 复制代码

    private static final int SAMPLE_RATE = 44100;//采样率
    private static final int BUFFER_SIZE = 4096;//每一次采样大小
    private static final int OVERLAP = 768 * 4;//重叠
    private void startAnalysis() {
        AudioDispatcher dispatcher = AudioDispatcherFactory.fromDefaultMicrophone(SAMPLE_RATE, BUFFER_SIZE, OVERLAP);
        PitchDetectionHandler pdh = new PitchDetectionHandler() {
            @Override
            public void handlePitch(PitchDetectionResult pitchDetectionResult, AudioEvent audioEvent) {
                float pitch = pitchDetectionResult.getPitch();//获的频率
                if (pitch != -1) {
                    Log.e("TAG", "handlePitch: " + pitch);
                }

            }
        };
        AudioProcessor p = new PitchProcessor(PitchProcessor.PitchEstimationAlgorithm.YIN, SAMPLE_RATE, BUFFER_SIZE, pdh);
        dispatcher.addAudioProcessor(p);
        Thread audioThread = new Thread(dispatcher, "Audio Dispatcher");
        audioThread.start();
    }

音频分析

根据TarsosDSP返回的频率，结合音程与频率的参考数据表，就可以得到当前弦所处的音符信息

音频有效的最大最小范围计算

举例几个音符的准确频率：

|----|--------|
| D# | 155.56 |
| E | 164.81 |
| F | 174.61 |

即"E"音符的最小和最大频率有效范围为：

复制代码

   min = 164.81 - (164.81-155.56) / 2

   max = 164.81 + (174.61-164.81) / 2

音频准确的最大最小范围计算

"E"音符的最小和最大的准确范围为：

复制代码

  minAccuracy = 164.81 - (164.81-min) / 2 * 0.1    

  maxAccuracy = 164.81 + (max-164.81) / 2 * 0.4

//0.1和0.4代表着最小和最大的准确范围计算公式

音分计算

复制代码

private double accuracy = 164.81; //准确频率
private double cc = 166.00; //当前得到的频率
private static double rate = 1.0005778; //音分倍率
double cent = Math.log(accuracy / cc) / Math.log(rate); //cent为音分值（-12.4）

总结

根据得到的频率，再参考准确值的音符数据表，可得出当前处于哪个音符的有效值范围，调音器页面就可以提示用户需要拧紧或者放松，若当前频率处于准确的最大和最小范围中，即为准确音符。如需要音符的参考数据表格，欢迎评论区找我