Forma de onda de arquivo de áudio

A calculadora exibe a forma de onda do fragmento do arquivo de áudio inserido.

Use esta calculadora para visualizar a forma de onda de um arquivo de áudio. A forma de onda é a forma de um sinal de áudio em função do tempo. A calculadora aceita arquivos de áudio wave no formato PCM (raw ou codificado em a/mu-law) e exibe sua forma de onda como um gráfico vetorial. A calculadora consegue exibir formas de onda de áudio multi-canal (estéreo, quadro, etc.)

PLANETCALC, Forma de onda de arquivo de áudio

Forma de onda de arquivo de áudio

Arquivo Wave
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Forma de onda
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Algoritmo de desenho de forma de onda

Os dados de áudio PCM são armazenados como uma sequência de amostras de amplitude de sinal gravadas em intervalos regulares. Um segundo do áudio de 8kHz de baixa qualidade consiste em 8.000 amostras de amplitude. Para ser possível exibir todos os pontos deste fragmento como são, você necessita de uma tela de no mínimo 8000 pixels. Acredito que essa resolução de tela ainda seja rara em 2021. Dessa forma, precisamos de um algoritmo para reduzir a representação visual da forma de onda.
A calculadora utiliza o algoritmo da raiz quadrada média (RMS) para representar um grupo de amostra como uma única linha no gráfico da forma de onda. Segue uma breve descrição do algoritmo de desenho:

  • Determine o número de pontos de largura do gráfico P (modifique através da chave de configurações na calculadora)
  • Determine o número de amostras por ponto S=T/P, onde T - número total de amostras
  • Para cada ponto, calcule a RMS:
    R=\sqrt{\sum_{n=1}^{S} s(n)^2}
    onde s(n) - é a n-ª amostra de um determinado ponto
  • Para cada ponto, desenhe uma linha vertical de -R a R

Nuances de formato de arquivo PCM

As amostras de amplitude de áudio são armazenadas como valores flutuantes ou inteiros no formato PCM. A calculadora converte as amplitudes inteiras em flutuantes no intervalo (-1...1) para representar a forma de onda do sinal no gráfico uniformemente. O formato PCM consegue armazenar dois tipos de dados inteiros. Se o tamanho da amostra inteira for menor ou igual a 8 bits (um byte), ele será armazenado como um valor sem sinal. Caso contrário (mais de 8 bits), é o complemento de dois sinais. A calculadora transforma dados inteiros de 8 bits em flutuantes da seguinte forma: (s(n)-128)/128. O maior dado inteiro (16, 24 ou 32 bits de comprimento) é convertido em float como s(n)/|int_min|. |int_min| é igual a 32768; 8388608 ou 2147483648 para inteiros de 16, 24 ou 32 bits, respectivamente.

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