如何将音频波形绘制到位图

debugcn 发表于 Dev

马吉卡（Majickal）

我正在尝试提取wav文件的音频内容并将结果波形导出为图像（bmp / jpg / png）。

因此，我发现以下代码绘制了正弦波并按预期工作：

    string filename = @"C:\0\test.bmp";
    int width = 640;
    int height = 480;
    Bitmap b = new Bitmap(width, height);

    for (int i = 0; i < width; i++)
    {
        int y = (int)((Math.Sin((double)i * 2.0 * Math.PI / width) + 1.0) * (height - 1) / 2.0);
        b.SetPixel(i, y, Color.Black);
    }
    b.Save(filename);

这完全可以按预期工作，我想做的是更换

int y = (int)((Math.Sin((double)i * 2.0 * Math.PI / width) + 1.0) * (height - 1) / 2.0);

用类似的东西

int y = converted and scaled float from monoWaveFileFloatValues

那么，我如何最好地以最简单的方式做到这一点呢？

我有2个基本问题需要处理（我认为）

以不丢失信息的方式将float转换为int，这是由于SetPixel(i, y, Color.Black);x＆y都为int
样本在x轴上跳过，因此波形适合所定义的空间，从而audio length / image width使样本数达到平均强度，该强度将由单个像素表示

其他选择是找到另一种绘制波形的方法，该方法不依赖于上述方法。使用图表可能是一个好方法，但我希望能够在可能的情况下直接渲染图像

所有这些都可以从控制台应用程序运行，并且我的音频数据（减去标题）已经在float数组中。

更新1

下面的代码使我能够使用绘制所需的输出，System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting但是处理了27776个样本花了大约30秒钟，尽管它确实满足了我的要求，但它太慢了以至于无法使用。因此，我仍在寻找一种可以直接绘制位图的解决方案。

    System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Chart chart = new System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Chart();
    chart.Size = new System.Drawing.Size(640, 320);
    chart.ChartAreas.Add("ChartArea1");
    chart.Legends.Add("legend1");

    // Plot {sin(x), 0, 2pi} 
    chart.Series.Add("sin");
    chart.Series["sin"].LegendText = args[0];
    chart.Series["sin"].ChartType = System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.SeriesChartType.Spline;

    //for (double x = 0; x < 2 * Math.PI; x += 0.01)
    for (int x = 0; x < audioDataLength; x ++)
    {
        //chart.Series["sin"].Points.AddXY(x, Math.Sin(x));
        chart.Series["sin"].Points.AddXY(x, leftChannel[x]);
    }

    // Save sin_0_2pi.png image file
    chart.SaveImage(@"c:\tmp\example.png", System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Png);

输出如下所示：

马吉卡（Majickal）

因此，尽管我对与之交互的方式进行了一些细微更改，但我设法使用此处找到的代码示例来弄清楚了它。

public static Bitmap DrawNormalizedAudio(List<float> data, Color foreColor, Color backColor, Size imageSize, string imageFilename)
{
    Bitmap bmp = new Bitmap(imageSize.Width, imageSize.Height);

    int BORDER_WIDTH = 0;
    float width = bmp.Width - (2 * BORDER_WIDTH);
    float height = bmp.Height - (2 * BORDER_WIDTH);

    using (Graphics g = Graphics.FromImage(bmp))
    {
        g.Clear(backColor);
        Pen pen = new Pen(foreColor);
        float size = data.Count;
        for (float iPixel = 0; iPixel < width; iPixel += 1)
        {
            // determine start and end points within WAV
            int start = (int)(iPixel * (size / width));
            int end = (int)((iPixel + 1) * (size / width));
            if (end > data.Count)
                end = data.Count;

            float posAvg, negAvg;
            averages(data, start, end, out posAvg, out negAvg);

            float yMax = BORDER_WIDTH + height - ((posAvg + 1) * .5f * height);
            float yMin = BORDER_WIDTH + height - ((negAvg + 1) * .5f * height);

            g.DrawLine(pen, iPixel + BORDER_WIDTH, yMax, iPixel + BORDER_WIDTH, yMin);
        }
    }
    bmp.Save(imageFilename);
    bmp.Dispose();
    return null;
}


private static void averages(List<float> data, int startIndex, int endIndex, out float posAvg, out float negAvg)
{
    posAvg = 0.0f;
    negAvg = 0.0f;

    int posCount = 0, negCount = 0;

    for (int i = startIndex; i < endIndex; i++)
    {
        if (data[i] > 0)
        {
            posCount++;
            posAvg += data[i];
        }
        else
        {
            negCount++;
            negAvg += data[i];
        }
    }

    if (posCount > 0)
       posAvg /= posCount;
    if (negCount > 0)
       negAvg /= negCount;
}

为了使其正常工作，在调用该方法之前，我必须做几件事，DrawNormalizedAudio您可以在下面看到我需要做的事情：

    Size imageSize = new Size();
    imageSize.Width = 1000;
    imageSize.Height = 500;
    List<float> lst = leftChannel.OfType<float>().ToList(); //change float array to float list - see link below
    DrawNormalizedAudio(lst, Color.Red, Color.White, imageSize, @"c:\tmp\example2.png");

*将float数组更改为float列表

其结果如下，拍手波形样本的波形表示为：