java - 在Java中生成非正弦声音输出

Question

对于一个学校项目，我必须使用 Java 从计算机上控制我的遥控飞机。我想要实现此目的的方法是通过 3.5 毫米电缆( Remote 的训练器端口)将 Remote 连接到 MacBookPro。

我与 Remote 通信的方式是通过 PPm 信号，如下所示:

以下是有关 PPM 信号的更多信息: https://www.insecure.ws/2010/03/09/control-rc-aircrafts-from-your-computer-for-0/#toc-2

我现在想知道的是如何使用 Java 生成所述 PPM 信号。它必须是具有特定幅度的粗信号。

这里有人可以帮助我吗？

编辑:
让我在这里回答下面提出的一些问题:

该网站对它的解释比我想象的更好，但无论如何我都会尝试。

我想用我的电脑控制我的遥控飞机。现在，我只想让 throttle 发挥作用。其余的稍后再说。

每帧长 22.5 毫秒，因为这是 RC stuff 使用的格式。每帧由 8 个 channel 组成， channel 之间有 0.4ms 的停止时间，并有一个空白信号来填充剩余的时间。

每个 channel 的幅度为 1.3 伏，我将通过反复试验来实现(调节音量直至烦人的蜂鸣声停止)，幅度为 0.7 - 1.5 毫秒。

我想要实现的是拥有一个默认信号，具有 7x 1.1ms 和 1x 0.7ms(所有伺服器的 7x 中间位置，以及最小 throttle 1x)，当用户按下键盘上的按钮时，该信号会发生变化( 1 会将 throttle 信号长度更改为 0.7 + 0.1 ms => 0.8ms)。直到用户按下 0、1、2、3 或 4，信号将不断重复(每 22.5ms 1 帧)，并且 channel 1 的长度发生变化。

我已将迄今为止的内容发布在 github 上.

Answer 1

要完成您的要求，您必须:

1. 根据您的设置在 Java 中打开音频输出 - 适当的采样率、 channel 数等
2. 用您的信号生成 PCM (WAV) 波形
3. 将生成的波形推送到输出线

您还必须在操作系统中禁用任何形式的后处理，并检查您的声卡是否能够在指定频率下准确生成信号。我没有在 MacBook 上使用 Java 处理声音的任何经验，但鉴于 Windows 和/或声音驱动程序可能很不稳定，因此最好做好准备。

在Java中打开音频输出

要在 Java 中打开音频输出，您必须选择一种受支持的音频格式，然后使用标准 JDK API 的一部分来打开“源数据行”(音频输出)。

旁注:JDK 中的音频 API 已经很长一段时间没有改变了；它几乎没有什么东西不是必须 self 描述或直观的。例如，音频输出称为“源数据线”，而音频输入称为“目标数据线”。

此代码片段应帮助您使用 JDK API 打开默认音频输出:

import javax.sound.sampled.AudioFormat;
import javax.sound.sampled.AudioSystem;
import javax.sound.sampled.SourceDataLine;

[...]

// Constructs a Mono, 48kHz, 2-bytes per sample, one sample per frame format */
AudioFormat af = new AudioFormat( AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, 48000.0f, 16, 1, 2, 48000.0f, true );

SourceDataLine output = AudioSystem.getSourceDataLine( af );
output.open();
output.start();  
// `output` should be ready for writing

生成信号的 PCM (WAV) 波形

您链接到的网站具有应生成信号的 Python 代码片段。如果这正是您想要的信号，您应该将这段代码重写为 Java。你说这是为了你的学校项目，从描述中我可以假设这是作业的主要部分，所以让我们把它留作留给读者的练习:-)

将生成的波形推送到输出线

基本上，您必须将 PCM 样本写入音频输出:

// Initialization
final int byteBufferSizeBytes = AUDIO_BUFFER_SIZE_SAMPLES * af.getFrameSize();
byte bbuf[] = new byte[byteBufferSizeBytes];

// Inner loop
while ( output.isActive() ) {
    // Read/generate piece of your data here and write it into bbuf array

    // Write contents of bbuf (PCM samples) to audio output
    output.write( bbuf, 0, byteBufferSizeBytes );
}

个人插件

我不久前编写了一个Java程序，它读取麦克风的输入，根据ITU-R BS.1770-3建议分析其感知响度，并在超过预设响度阈值时显示信息。它有一点 GUI，在 Windows 7 下它使用的 CPU 不到 1%。

代码位于 GitHub ，但请注意，它是通宵写的，所以可能不是 100% 一致(说实话，我仍然认为我可以写得更好)。我建议您从类(class) AudioProcessor 开始，因为它进行输入/输出初始化。