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轉(zhuǎn)自http://blog.chinaunix.net/u1/49717/showart_2180166.html

如果幾年前你告訴我人們可以通過晃動(dòng)手機(jī)或向麥克吹氣使手機(jī)有所動(dòng)作，我一定會(huì)大笑不止。但現(xiàn)在這已經(jīng)是事實(shí)了。

檢查晃動(dòng)動(dòng)作是很直接的，所有這些在3.0“motion event”（動(dòng)作事件)中都有介紹。

檢測向麥克吹氣困難一點(diǎn)。本教程將建立一個(gè)簡單的單視圖程序，它將在用戶向麥克吹氣時(shí)向控制臺(tái)寫入記錄信息。

源代碼/Github

教程源代碼可從GitHub獲得。你可以克隆軟件倉庫或直接下載 zip文件。

概述

檢測向麥克吹氣的工作可分為兩部分：(1) 獲取麥克輸入 (2) “聽”吹氣的聲音。

我們將使用3.0中新的AVAudioRecorder類來捕獲麥克輸入。使用AVAudioRecorder可以讓我們使用Objective-C，而不需像其他方法一樣使用C。

向麥克吹氣的噪聲/聲音是由低頻聲音組成的。我們將使用 low pass filter（低頻濾波）來降低來自麥克的高頻聲音；當(dāng)濾波信號(hào)的電平等級(jí)突然增大時(shí)，我們就知道有人向麥克吹氣了。

創(chuàng)建項(xiàng)目

啟動(dòng)Xcode創(chuàng)建一個(gè)View-Based iPhone程序，叫MicBlow：

使用Xcode菜單 File > New Project… 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目

從 iPhone OS > Application 選擇 View-based Application s然后按 Choose…

將項(xiàng)目命名為 MicBlow， 按 Save

添加AVFoundation Framework

為使用AVAudioRecorder類，我們需要向項(xiàng)目添加AVFoundation framework：

在項(xiàng)目 Groups & Files 面板上展開 Targets

按Control-點(diǎn)擊或右擊 MicBlow

選擇 Add > Existing Frameworks…

按下 Linked Libraries 左下角的 + 按鈕

選擇 AVFoundation.framework 并按下 Add

AVFoundation.framework 出現(xiàn)在 Linked Libraries 下。關(guān)閉窗口

然后，我們?cè)趘iew controller接口中引入AVFoundation頭文件并設(shè)置AVAudioRecorder實(shí)例變量：

展開項(xiàng)目 Groups & Files 面板下的 MicBlow

展開 Classes 文件夾

選擇 MicBlowViewController.h 進(jìn)行編輯

更新文件。修改見如下2，3，7行：

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#import <UIKit/UIKit.h> ?
#import <AVFoundation/AVFoundation.h> ?
#import <CoreAudio/CoreAudioTypes.h>

@interface MicBlowViewController : UIViewController
{ ?
? ? AVAudioRecorder * recorder; ?
} ? ?
@end

引入CoreAudioTypes頭文件實(shí)際上是下一步需要的工作。我們還需要在設(shè)置AVAudioRecorder定義更多的常量。

獲取麥克輸入

我們?cè)赩iewDidLoad進(jìn)行設(shè)置并開始“聽“取麥克：

解除樣本 ViewDidLoad 方法注釋

更新如下。見4-18行:

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- ( void ) viewDidLoad
{ ?
? ? [ super viewDidLoad ] ;
? ? NSURL * url = [ NSURL fileURLWithPath : @ "/dev/null" ] ; ? ? ?? ?
? ? NSDictionary * settings = [ NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys :
? ? ? ? [ NSNumber numberWithFloat : 44100.0 ] , AVSampleRateKey,
? ? ? ? [ NSNumber numberWithInt : kAudioFormatAppleLossless ] ,
? ? ? ? AVFormatIDKey, [ NSNumber numberWithInt : 1 ] , AVNumberOfChannelsKey,
? ? ? ? [ NSNumber numberWithInt : AVAudioQualityMax ] , AVEncoderAudioQualityKey, nil ] ; ? ? ??
? ? ? ?
? ? NSError * error; ? ? ? ?
? ? recorder = [ [ AVAudioRecorder alloc ] initWithURL : url settings : settings error :& amp;error ] ; ? ? ??
? ? if ( recorder ) { ? ? ? ?
? ? ? ? [ recorder prepareToRecord ] ; ? ? ? ?
? ? ? ? recorder.meteringEnabled = YES ; ? ? ? ?
? ? ? ? [ recorder record ] ; ? ??
? ? } else ? ?? ? ?
? ? ? ? NSLog ( [ error description ] ) ; ? ?
}

AVAudioRecorder的主要功能就像前名字暗示的那樣進(jìn)行音頻錄制。其第二個(gè)功能是提供音頻電平等級(jí)信息。所以，這里我們只是將音頻輸入指向 /dev/null 位 – 我沒有找到任何文檔支持我的觀點(diǎn)，但一致意見是就像在任何Unix下一樣，/dev/null將打開音頻計(jì)量表。

注意: 如果你準(zhǔn)備采用上述代碼，記住在設(shè)置meteringEnabled屬性或音頻計(jì)量開始工作前，要調(diào)用prepareToRecord (或者record)。

記住在dealloc中釋放recorder。見第三行：

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? - ( void ) dealloc
? { ? ?
? ? ? [ recorder release ] ;
? ? ? [ super dealloc ] ; ?
? }

音頻采樣

我們將使用定時(shí)器每秒30次檢查一次音頻電平等級(jí)。NSTimer實(shí)例變量以及其回調(diào)函數(shù)在MicBlowViewController.h中定義。修改見7，10行：

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#import <UIKit/UIKit.h> ?
#import <AVFoundation/AVFoundation.h> ?
#import <CoreAudio/CoreAudioTypes.h> ? ?

@interface MicBlowViewController : UIViewController { ?
? ? AVAudioRecorder * recorder; ?? ?
? ? NSTimer * levelTimer; ?
}

- ( void ) levelTimerCallback : ( NSTimer * ) timer;

@end

更新.m文件中ViewDidLoad啟用定時(shí)器。修改見16，17行：

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- ( void ) viewDidLoad { ?
? ? [ super viewDidLoad ] ; ? ? ??
? ? NSURL * url = [ NSURL fileURLWithPath : @ "/dev/null" ] ; ? ? ?? ?
? ? NSDictionary * settings = [ NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys : ? ?? ? ? ?
? ? ? ? [ NSNumber numberWithFloat : 44100.0 ] ,AVSampleRateKey,
? ? ? ? [ NSNumber numberWithInt : kAudioFormatAppleLossless ] , AVFormatIDKey, [ NSNumber numberWithInt : 1 ] ,
? ? ? ? AVNumberOfChannelsKey, [ NSNumber numberWithInt : AVAudioQualityMax ] ,
? ? ? ? AVEncoderAudioQualityKey, nil ] ; ? ? ? ?
? ?
? ? NSError * error; ? ? ? ?
? ? recorder = [ [ AVAudioRecorder alloc ] initWithURL : url settings : settings error :& amp;error ] ; ? ? ??
? ? if ( recorder ) { ? ? ? ?
? ? ? ? [ recorder prepareToRecord ] ; ? ? ? ?
? ? ? ? recorder.meteringEnabled = YES ; ? ? ? ?
? ? ? ? [ recorder record ] ; ?? ? ? ?
? ? ? ? levelTimer = [ NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval : 0.03 target : self
? ? ? ? ? ? selector : @selector ( levelTimerCallback : ) userInfo : nil repeats : YES ] ; ? ? ?
? ? } else
? ? ? ? NSLog ( [ error description ] ) ; ? ?
? }

現(xiàn)在，我們只是直接進(jìn)行音頻采樣而未使用濾波。在.m文件中添加levelTimerCallback：

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- ( void ) levelTimerCallback : ( NSTimer * ) timer { ?
? ? [ recorder updateMeters ] ; ??
? ? NSLog ( @ "Average input: %f Peak input: %f" ,
? ? ? ? [ recorder averagePowerForChannel : 0 ] , [ recorder peakPowerForChannel : 0 ] ) ; ?
}

發(fā)送updateMeters消息來刷新平均和峰值功率。此計(jì)數(shù)是以對(duì)數(shù)刻度計(jì)量的，-160表示完全安靜，0表示最大輸入值。

不要忘記在dealloc中釋放定時(shí)器。修改見第三行：

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- ( void ) dealloc
{ ?
? ? <strong> [ levelTimer release ] ;< / strong>
? ? [ recorder release ] ; ? ??
? ? [ super dealloc ] ; ?
}

”聆聽“吹氣聲

正如概述中提到的那樣，我們要使用低通濾波來消除高頻聲音對(duì)電平帶來的影響。該算法建立了一系列將過去的每個(gè)采樣輸入合成而得到的結(jié)果。我們需要一個(gè)實(shí)例變量來保存此結(jié)果。更新.h文件。修改見第八行：

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#import <UIKit/UIKit.h> ?
#import <AVFoundation/AVFoundation.h> ?
#import <CoreAudio/CoreAudioTypes.h> ? ?

@interface MicBlowViewController : UIViewController { ?
? ? AVAudioRecorder * recorder; ?? ?
? ? NSTimer * levelTimer; ??
? ? double lowPassResults; ?
}

替換levelTimerCallback:方法來實(shí)現(xiàn)此算法：

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- ( void ) levelTimerCallback : ( NSTimer * ) timer { ?
? ? [ recorder updateMeters ] ; ? ?? ?
? ? const double ALPHA = 0.05 ; ?? ?
? ? double peakPowerForChannel = pow ( 10, ( 0.05 * [ recorder peakPowerForChannel : 0 ] ) ) ; ??
? ? lowPassResults = ALPHA * peakPowerForChannel + ( 1.0 - ALPHA ) * lowPassResults;? ? ? ? ?
? ? NSLog ( @ "Average input: %f Peak input: %f Low pass results: %f" ,
? ? ? ? [ recorder averagePowerForChannel : 0 ] ,
? ? ? ? [ recorder peakPowerForChannel : 0 ] , lowPassResults ) ; ?
}

我們?cè)诿看味〞r(shí)器回調(diào)時(shí)重新計(jì)算一次lowPassResults變量。為方便，我們將其轉(zhuǎn)換為0-1，0代表完全安靜，1代表最大音量。

但低通濾波值超過一定門檻范圍時(shí)，我們就可以判斷有人向麥克吹了氣。門檻范圍值的設(shè)定是一種技巧。它設(shè)定太小，則太容易被觸發(fā)，如果設(shè)定太高，則必須長時(shí)間用盡力氣吹氣才會(huì)有效果。在我們的程序中，我將其設(shè)為0.95。我們要改變一下log的條件，見第6，7行：

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- ( void ) listenForBlow : ( NSTimer * ) timer { ??
? ? [ recorder updateMeters ] ; ? ?? ?
? ? const double ALPHA = 0.05 ; ?? ?
? ? double peakPowerForChannel = pow ( 10, ( 0.05 * [ recorder peakPowerForChannel : 0 ] ) ) ; ??
? ? lowPassResults = ALPHA * peakPowerForChannel + ( 1.0 - ALPHA ) * lowPassResults; ? ??
? ? if ( lowPassResults > 0.95 ) ?? ? ? ?
? ? ? ? NSLog ( @ "Mic blow detected" ) ;
}

好了！你可以檢測是否有人吹了麥克了。

鳴謝及說明

此方法在大部分情況下工作良好，但并非任何情況都正確。我是在飛行中寫的這篇文章，飛機(jī)的引擎聲經(jīng)常觸發(fā)我的算法。類似地，在一個(gè)噪聲很大的房間內(nèi)足夠多的低頻聲也會(huì)觸發(fā)我的算法。

算法節(jié)選自 this Stack Overflow post 。上面帖子使用的是 SCListener 庫來進(jìn)行音頻電平檢測。SCListener比AVAudioRecorder更早出現(xiàn)；它是用來隱藏C語言細(xì)節(jié)的獲取音頻電平代碼。而無疑AVAudioRecorder更容易使用。

最后，此方法確實(shí)可以在模擬器中正常工作。但你要找到Mac上的麥克。出乎我的意料，第一代Macbook上的麥克處于攝像頭左方的小孔中。

檢測用戶向麥克吹氣

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創(chuàng)建項(xiàng)目

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獲取麥克輸入

音頻采樣

”聆聽“吹氣聲

鳴謝及說明