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【学习K230-例程23】GT6700-音频FFT柱状图

news 2025/9/14 6:10:58

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FFT

在前面例程我们介绍了FFT（傅里叶变换）和音频的录制与播放实验，本次实验结合二者，通过将时域采集到的音频数据通过 FFT 为频域。
例程功能：获取耳机麦克风的音频数据作为时域数据输入 FFT 模块进行 FFT 得到频域数据后，计算频域数据各个频率点的幅值并在 LCD 上进行直观的图像显示。
在这里插入图片描述

代码展示

import time
import os
import urandom
import sys
import array
import gc
from media.media import *   #导入media模块，用于初始化vb buffer
from media.pyaudio import * #导入pyaudio模块，用于采集和播放音频
from machine import FFT
from media.display import *
import media.wave as wave   #导入wav模块，用于保存和加载wav音频文件HIST_NUM = 50
FFT_POINTS = 128
DISPLAY_MODE = "LCD"# 根据模式设置显示宽高
if DISPLAY_MODE == "VIRT":# 虚拟显示器模式DISPLAY_WIDTH = ALIGN_UP(800, 16)DISPLAY_HEIGHT = 480hist_width = int(DISPLAY_WIDTH / HIST_NUM)
elif DISPLAY_MODE == "LCD":# LCD寸屏幕模式DISPLAY_WIDTH = ALIGN_UP(480, 16)DISPLAY_HEIGHT = 800hist_width = int(DISPLAY_HEIGHT / HIST_NUM)
elif DISPLAY_MODE == "HDMI":# HDMI扩展板模式DISPLAY_WIDTH = ALIGN_UP(1920, 16)DISPLAY_HEIGHT = 1080hist_width = int(DISPLAY_WIDTH / HIST_NUM)
else:raise ValueError("请选择 'VIRT', 'LCD' 或 'HDMI'")def exit_check():try:os.exitpoint()except KeyboardInterrupt as e:print("用户停止: ", e)return Truereturn Falsedef audio_fft(filename):# 创建用于绘制的图像img = image.Image(DISPLAY_WIDTH, DISPLAY_HEIGHT, image.RGB565)if DISPLAY_MODE == "VIRT":# 使用 IDE 作为输出显示，可以设定任意分辨率Display.init(Display.VIRT, width=DISPLAY_WIDTH, height=DISPLAY_HEIGHT, fps=30)elif DISPLAY_MODE == "LCD":# 使用 LCD 作为显示输出Display.init(Display.ST7701, width=DISPLAY_WIDTH, height=DISPLAY_HEIGHT,fps=10, to_ide=True)elif DISPLAY_MODE == "HDMI":# 使用 HDMI 作为显示输出Display.init(Display.LT9611, to_ide=True)else:raise ValueError("请选择 'VIRT', 'LCD' 或 'HDMI'")try:wavef = wave.open(filename, 'rb')       #打开wav文件CHUNK = int(wavef.get_framerate()/25)   #设置音频chunk值pya = PyAudio()         #创建PyAudio对象pya.initialize(CHUNK)   #初始化PyAudio对象MediaManager.init()     #vb buffer初始化#创建音频输出流，设置的音频参数均为wave中获取到的参数stream = pya.open(format=pya.get_format_from_width(wavef.get_sampwidth()),channels=wavef.get_channels(),rate=wavef.get_framerate(),output=True,frames_per_buffer=CHUNK)stream.volume(vol=30)           #设置音频输出流的音量data = wavef.read_frames(CHUNK) #从wav文件中读取数一帧数据#从音频输入流中获取数据写入到音频输出流中,并用柱状图显示音频数据while True:stream.write(data)              #将帧数据写入到音频输出流中img.clear()# 读取音频数据，缓存在datadata = wavef.read_frames(CHUNK) #从wav文件中读取数一帧数据# 创建一个FFT对象,运算点数为FFT_POINTS，偏移是0fft1 = FFT(data,FFT_POINTS,0)# 对data进行进行傅里叶变换，并返回相应的频率res = fft1.run()# 获取各个频率点的幅值amp = fft1.amplitude(res)# 将获取的音频幅值转换为，显示矩形高度if DISPLAY_MODE == "LCD":for hist in range(HIST_NUM):if amp[hist] > DISPLAY_WIDTH:hist_height = DISPLAY_WIDTHelse:hist_height = amp[hist]# 根据音频幅值画矩形img.draw_rectangle(0,hist * hist_width, hist_height,hist_width,color=(255, 255, 255), fill=True)else:for hist in range(HIST_NUM):if amp[hist] > DISPLAY_HEIGHT:hist_height = DISPLAY_HEIGHTelse:hist_height = amp[hist]# 根据音频幅值画矩形img.draw_rectangle(hist * hist_width, DISPLAY_HEIGHT - hist_height, hist_width,hist_height,color=(255, 255, 255), fill=True)# 将绘制的图像显示Display.show_image(img)time.sleep(0.01)os.exitpoint()gc.collect()if exit_check():breakexcept BaseException as e:print(f"异常: {e}")# 销毁显示finally:stream.stop_stream()    #停止音频输出流stream.close()          #关闭音频输出流pya.terminate()             #释放音频对象Display.deinit()os.exitpoint(os.EXITPOINT_ENABLE_SLEEP)time.sleep_ms(100)# 释放媒体缓冲区MediaManager.deinit()if __name__ == "__main__":os.exitpoint(os.EXITPOINT_ENABLE)print("audio sample start")audio_fft('/sdcard/examples/Jzhou.wav') #采集音频并输出print("audio sample done")