[发明专利]一种音频竖线波形图的生成方法

说明书

本发明涉及一种音频竖线波形图的生成方法，步骤如下：创建AVAsset对象，读取音频文件中的音轨AudioTrack，ASBD数据结构，得到音频文件描述信息，获取声道数和采样率，将音频总时间转换为总帧数，得到总采样帧数，将总采样帧数除以波形图宽度像素数，得到每像素需要展现的帧数，生竖线线条时，首先建立宽度像素值个数的矩形区域Layer，然后按每像素一个Layer排列，最后对音频数据进行格式化，设定矩形区域Layer的高度。本发明，获取音频后，将波形图每像素和音频的帧数相对应，根据音频数据格式化的形成波形图的像素，处理速度快，图形准确性好，系统开销较佳，可作为波形图标准生成模块供其他功能调用，易于后期维护及使用。

技术领域

本发明涉及波形图绘制技术领域，具体说是一种音频竖线波形图的生成方法。

背景技术

声波是一种纵波，来回振动导致空气分子产生疏密相间的排列。但是这种二维空间的方式非常不便于表示声音的属性，于是我们取任意一个点，测量这个点的气压随时间的变化，这样就变成了横轴为时间，纵轴为压力变化的图像。气压距离标准值偏差越大，说明振动越剧烈，响度越大，所以振幅越大的波形表示声音越大。波形越紧密说明单位时间内振动的次数越多，频率越高，音高越高。

但是这样有个问题，就是对于单频率的振动，可以很容易表示出来，而我们听到的声音往往是很复杂的频率的叠加。因为各个频率的波形都叠在一起了，就像把很多个周期振幅相位都不等的三角函数图像加在一起，导致波形图难以直观的看出有用的信息。此时，我们就需要频谱来帮忙了。频谱通过对波形的傅里叶变换，把波形中的每个频率拆开来，再在纵轴上展开，越往上频率越高。频谱是三维的，越亮表示在这个频率上越响，越暗表示越弱。所以频谱相对于波形图，是包含有更多信息的，唯一的缺点就是无法表示整体音量总和的大小，所以一般和波形配合观看。

综上，波形是将声音的振幅图形化，频谱是将声音的频率图形化。

波形声音设备（例如麦克风）可以捕捉声音，并将其转换为数值，然后把它们储存到内存或者磁盘中形成波形文件，波形文件的扩展名是.WAV。这样，声音就可以播放了。波形文件是数字化的波形声音，是一种使用二进制表示的串行比特流，它遵循一定的标准或者规范编码，其数据是按时间顺序组织的。

采样的位数指的是描述数字信号所使用的位数。8位(8bit)代表2的8次方=256，16位(16bit)则代表2的16次方=65536/1024=64K。

采样率（采样频率）是一秒钟内对声音信号的采样次数，采样率越高声音音质理论就越真实，音频文件（波形文件）就越大。

我们可以根据波形文件的头信息获取他的采样，然后从录音缓存区中随着时间顺序去读取对应的一个数值，然后通过这个数值去绘制对应的波形图，但目前没有相应的具体算法被公开。

波形文件的头信息即wav格式的音频数据的头部信息基本上是固定不变的，总共44个字节，包括以下内容：

1.RIFF（4个字节）

固定字符串，RIFF是英文Resource Interchange File Format的缩写

2.录音数据长度 +（44 -8） （4个字节）

类型可以是int或long，但必须保证类型占4个字节大小

3.WAVE （4个字节）

固定字符串，表示是wav文件

4.fmt （4个字节）

固定字符串，注意最后有一个空格

5.size1（4个字节）

值为16，如果为18则最后多了2个字节的附加信息

6.format tag（2个字节）