Androidアプリ開発～周波数解析～要約

Question

前回の投稿ではわかりにくかったかもしれませんので、改めて現在解決したい問題点を簡潔に説明します。

マイクから入力された外部音の周波数解析をしたいのですが、下のソースコードで動かすとpower配列の中で最も大きい値を示すのが常に6000～12000Hz程になってしまいます。
なぜ、低い周波数の音源を与えてもこの結果となってしまうのでしょうか？
確認方法、原因と思われるものなどありましたら教えてください。

/**
 * 
 */
package isa.android;

/**
 * @author Unno
 *
 */

import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioRecord;
import android.media.MediaRecorder;
import android.util.Log;

import java.lang.Math;

public class SoundRecord implements Runnable {
	// ボリューム感知リスナー
	
	/* (非 Javadoc)
	 * @see java.lang.Runnable#run()
	 */
	int pmax=0;
	public static double heltz;
	
	private OnReachedVolumeListener mListener;
	// 録音中フラグ
	private boolean isRecoding = true;
	// サンプリングレート
	private static final int SAMPLE_RATE = 44100;
	// FFTする要素数
	private final static int FFT_SIZE = 2048;
	// ボーダー音量
	private short mBorderVolume = 3000;
	// ボーダー音量をセット
	public void setBorderVolume(short volume) {
	mBorderVolume = volume;
	}
	// ボーダー音量を取得
	public short getBorderVolume() {
	return mBorderVolume;
	}
	// 録音を停止
	public void stop() {
	isRecoding = false;
	}
	// OnReachedVolumeListenerをセット
	public void setOnVolumeReachedListener(
	OnReachedVolumeListener listener) {
	mListener = listener;
	}
	// ボーダー音量を検知した時のためのリスナー
	public interface OnReachedVolumeListener {
	// ボーダー音量を超える音量を検知した時に
	// 呼び出されるメソッドです。
	void onReachedVolume(short volume);
	}
	
	public static int bufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(
			SAMPLE_RATE,
			AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO,
			AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
			AudioRecord audioRecord = new AudioRecord(
			MediaRecorder.AudioSource.MIC,
			SAMPLE_RATE,
			AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO,
			AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
			bufferSize);
	public static double[] fbuffer = new double[FFT_SIZE];
	public static double[] power = new double[FFT_SIZE/2];
	
	public void hamming(double[] x) /*ハミング窓*/
	{
	int i;

	for(i=0;i<FFT_SIZE;i++){
	x[i] = 0.54 - 0.46*Math.cos((2 * Math.PI * i)/(FFT_SIZE - 1));
	}
	}
	
	@Override
	// スレッド開始（録音を開始）
	public void run() {
		android.os.Process.setThreadPriority(
				android.os.Process.THREAD_PRIORITY_URGENT_AUDIO);
				
				short[] buffer = new short[FFT_SIZE];
				audioRecord.startRecording();
				while(isRecoding) {
				audioRecord.read(buffer, 0, FFT_SIZE);
				short max = 0;
				for (int i=0; i<FFT_SIZE; i++) {
				// 最大音量を計算
				max = (short)Math.max(max, buffer[i]);
				// 最大音量がボーダーを超えていたら
				if (max > mBorderVolume) {
				if (mListener != null) {
				// リスナーを実行
				mListener.onReachedVolume(max);
				FastFourieTransform fft = new FastFourieTransform();

				double[] x = new double[FFT_SIZE];
				hamming(x);
				for(int j=0; j < buffer.length; j++){
					fbuffer[j] = buffer[j]*x[j];
					}
				fft.fft(fbuffer , FFT_SIZE);
				
				//スペクトルを求める
				for(int k=0; k < power.length; k++){
					power[k] = Math.sqrt(Math.pow(fbuffer[2*k], 2) + Math.pow(fbuffer[2*k + 1],2));
					}
				//求めたスペクトルの最も大きな値を持つ添え字を求める
				for(int k=0; k < power.length; k++){
					if(power[k] > power[pmax])
						pmax = k;
					Log.d("SoundRecord", "power[" + k + "] =" + power[k]);
				}
				
				//周波数を求める
				heltz = pmax * (SAMPLE_RATE/2) / (FFT_SIZE/2);
				//Log.d("SoundRecord", "heltz=" + heltz);
				Log.d("SoundRecord", "pmax=" + pmax);
				
				break;
		}
				}
				}
				}
				audioRecord.stop();
				audioRecord.release();
	}

}

Answer 1

まずは最大音量のチェックやスペクトルの最大値を気にせずスペクトログラムが正しく求められているかを確認する等、一つ一つの処理を細かく確認したほうが原因がわかると思います。