Erkennung von Klaviernoten mit C# mit NAudio

Question

Ich versuche, ein Programm zu schreiben, das die Note auf einem Klavier identifiziert. Ich habe herausgefunden, dass der Goertzel-Filter ein einfach zu implementierender Algorithmus ist, aber ich weiß nicht, wie ich ihn benutze .

Hier ist der Code:

using NAudio.Wave; 
using System.Windows; 
using System; 
using System.Collections.Generic; 

namespace WpfTest { 
    public partial class MainWindow : Window { 
     private BufferedWaveProvider buffer; 
     private WaveIn waveIn; 
     private WaveOut waveOut; 
     private const double TargetFreaquency = 261.626;//C4 note 
     private const int SampleRate = 44100; 

     public MainWindow() { 
      InitializeComponent(); 
      InitializeSound(); 
      waveIn.StartRecording(); 
      waveOut.Play(); 
     } 

     private void InitializeSound() { 
      waveIn = new WaveIn(); 
      waveOut = new WaveOut(); 
      buffer = new BufferedWaveProvider(waveIn.WaveFormat); 
      waveIn.DataAvailable += WaveInDataAvailable; 
      waveOut.Init(buffer); 
     } 

     private void WaveInDataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e) { 
      buffer.AddSamples(e.Buffer, 0, e.BytesRecorded); 

      var floatBuffer = new List<float>(); 
      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; 
       floatBuffer.Add(sample32); 
      } 

      if (NotePlayed(floatBuffer.ToArray(), e.BytesRecorded)) { 
       Console.WriteLine("You have played C4"); 
      } 
     } 

     private bool NotePlayed(float[] buffer, int end) { 
      double power = GoertzelFilter(buffer, TargetFreaquency, buffer.Length); 
      if (power > 500) return true; 
      return false; 
     } 

     private double GoertzelFilter(float[] samples, double targetFreaquency, int end) { 
      double sPrev = 0.0; 
      double sPrev2 = 0.0; 
      int i; 
      double normalizedfreq = targetFreaquency/SampleRate; 
      double coeff = 2 * Math.Cos(2 * Math.PI * normalizedfreq); 
      for (i = 0; i < end; i++) { 
       double s = samples[i] + coeff * sPrev - sPrev2; 
       sPrev2 = sPrev; 
       sPrev = s; 
      } 
      double power = sPrev2 * sPrev2 + sPrev * sPrev - coeff * sPrev * sPrev2; 
      return power; 
     } 
    } 
} 

Der Code nicht korrekt funktioniert, aber wie soll ich tun in der Konsole schreiben: jedes Mal, „Sie haben C4 gespielt“ Ich habe die Note C4 auf das Mikrofon spielen?

Answer 1

Es sieht so aus, als ob Sie annehmen, dass der Mikrofoneingang 16-Bit-PCM-Samples bei 44100 Hz ist. Das ist nicht unbedingt der Fall. Sie können das ‚default‘ Mikrofon-Format überprüfen, sowie zwingen sie zu dem, was Sie erwarten, wie folgt:

private void InitializeSound() 
{ 
    waveIn = new WaveIn(); 

    // Add this here to see what the waveIn default format is. 
    // Step through this line in the debugger. If this isn't 
    // 44100Hz sampling rate, 16-bit PCM, 1-channel, then that's 
    // probably what's going wrong. 
    WaveFormat checkformat = waveIn.WaveFormat; 

    // Note that these are the default values if we used the 
    // parameterless WaveFormat constructor, but just expanding 
    // here to show that we're forcing the input to what you're 
    // expecting: 
    WaveFormat myformat = new WaveFormat(44100, 16, 2); 
    waveIn.WaveFormat = myformat; 
    SampleRate = myformat.SampleRate; 

    waveIn.DataAvailable += WaveInDataAvailable; 

    waveOut = new WaveOut(); 
    buffer = new BufferedWaveProvider(waveIn.WaveFormat); 
    waveOut.Init(buffer); 
} 

ich auf dem endianness bin nicht sicher, wenn Sie die short zu float konvertieren in Ihr Event-Handler (Ich bin alt, und ich kann mich nicht mehr erinnern, welches Ende das ist :)), also könnte das auch ein Problem sein. Sie würden wahrscheinlich besser dran BitConverter.ToInt16 mit zu tun, anstatt der Verschiebung/hinzufügen, dass Sie jetzt tun:

private void WaveInDataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e) 
{ 
    buffer.AddSamples(e.Buffer, 0, e.BytesRecorded); 

    var floatBuffer = new List<float>(); 
    for (int index = 0; index < e.BytesRecorded; index += 2) 
    { 
     short sample = BitConvert.ToInt16(e.Buffer, index); 
     float sample32 = (float)sample; 
     sample32 /= (float)Int16.MaxValue; 
     floatBuffer.Add(sample32); 
    } 

    if (NotePlayed(floatBuffer.ToArray(), e.BytesRecorded)) 
    { 
     Console.WriteLine("You have played C4"); 
    } 
} 

Es sieht auch wie die end Parameter NotePlayed ungenutzt sind, was wirklich gut ist! Wenn man die Bedeutung eines end Parameters in Betracht zieht, wäre e.BytesRecorded sowieso nicht der richtige Wert, da dies nicht die Anzahl der Abtastungen ist.