WAVE PCM数据的声压显示

Question

数字声音是使用DirectSound设备播放的。需要以分贝的形式显示声音活动 - 就像模拟设备一样。

从WAVE PCM数据（44100 Hz，16位）计算声压的正确方法是什么？

- LicenseQ

Answer 1

如果您只需要了解声压的“概念”，可以在信号的一些时间帧上简单地计算对数能量：将信号每N个样本拆分，计算10*log（sum（xn ** 2）），其中x是N个样本，您将得到一个以dB为单位的值。如果您需要精确显示测量结果（即您的0 dB与混音台0dB相匹配），则会更加复杂。

请参见此处获取更多详细信息：

http://music.columbia.edu/pipermail/music-dsp/2002-April/048341.html

- David Cournapeau

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我真的在寻找复杂的方法。 - LicenseQ

首先，dB严格来说不是一个单位，而是一种级别-您需要一个参考。因此，我们需要更多信息。对于编码为16位有符号整数的WAV文件，最大值为32767，因此您可以使用20log（abs（振幅）/ 32767）计算dB。 - David Cournapeau

我添加了一个链接，其中包含更多详细信息和解释。 - David Cournapeau

看起来答案将是average{10*log((sample[n] / 32768)**2)}？ - LicenseQ

20log(x) = 10log(x**2)，并且它是32767，因为16位编码通常在-32768和32767之间（虽然我不100％确定，我手头没有参考资料）。后者的差异是迂腐的，因为它不会对你的结果产生太大影响。 - David Cournapeau

Answer 2

声压是单位面积上的力度测量。要确定这一点，您需要了解音频播放的扬声器信息。您可以使用cournape提出的算法相对于任意参考（而不是听觉阈值）获得分贝级别。

计算时间间隔内的平均信号功率，计算以10为底的对数并乘以19。平均功率通过在时间间隔内对每个样本的平方进行平均来计算。请注意，正负值都是必要的（即它必须是AC信号）。因此，请确保PCM值是浮点、2的补码或偏移无符号值。

此外，通过应用Parseval定理和傅里叶变换，您还可以为不同频段生成信号电平。

- monjardin