过滤和扭曲存储在字节数组 Java 中的音频

Question

我还没有开始编写一个部分，但想知道是否有人事先了解此解决方案/是否有任何有用的资源。

我正在尝试在已录制的 44.1 Khz PCM 16 位（小端序）音频数据的字节数组上模拟磁带饱和（我有一个录制类已经准备好并正在运行）。我想扭曲和过滤数据字节以模拟磁带的声音。

理论上，我认为我们需要使用对称软剪辑来处理失真（我已经查看了这本教科书第 118 页上的数字音频 FX 示例，我只是不知道如何实现它：https://books.google.it/books?id=h90HIV0uwVsC&printsec=frontcover&hl=en#v=onepage&q&f=false) 然后用低通滤波器过滤整个信号？

我不确定从哪里开始，但如果您知道任何可以映射为函数的解决方案，我将不胜感激。

Answer 1

需要的元素：

• 读取字节（可能通过AudioInputStream，如果数据没有保存在内存阵列中）
• 将音频数据字节转换为 PCM
• 过采样
• 应用失真函数
• 抗锯齿过滤
• 抽取
• 转换回字节
• 通过SourceDataLine输出

我不知道最适合您的失真算法是什么。 DSP 相关 的免费书籍Physical Audio Signal Processing 中有许多建议。我记得斯坦福大学的CCRMA 也有一些关于此的有趣文章，但我手边没有链接。

我个人最喜欢的失真是tanh 函数。我用于合成补丁的 Java 代码如下：

float distortVal = (float)Math.tanh(noteVal * (1 + timbreNormal * 5));

在这种情况下，noteVal 是单个 PCM 值。我有一个变量timbreNormal，范围从 0 到 1，并且正在从相当于脚踏控制器的位置读取它。 “幻数”反模式值 5 是我懒惰地输入的常数。它决定了在应用失真算法之前放大信号的最大量。无论您使用哪种失真算法，失真的强度将取决于您在应用算法之前放大信号的程度。如果你想要更微妙的效果，“幻数”值可以设置得更低。

过采样对过滤步骤有很大帮助。我过采样了 8 倍，并且正在使用两极巴特沃斯滤波器。我必须做一些重要的挖掘才能找到过滤器设计中使用的值。但我认为您可以从这个答案中了解程序流程的要点。