Инструменты ПК: прослушивание, перевод в WAV, список зависимостей

- uart_audio.py: поток UART на звуковую карту ПК с подстройкой шага пересчёта по заполнению буфера, ФВЧ 20 Гц, --selftest; - Bin_to_wav.py: записанный .bin -> WAV; - requirements.txt: пакеты Python для всех скриптов.
2026-10-02 14:21:07 +03:00
parent 2672f8b8a8
commit d6f3ee5ef8
3 changed files with 691 additions and 0 deletions
@@ -0,0 +1,110 @@
+import numpy as np
+import wave
+import sys
+import tkinter as tk
+from tkinter import filedialog
+import os
+
+# ================= НАСТРОЙКИ =================
+FS = 12500  # Частота дискретизации (должна совпадать с записью)
+ADC_BITS = 24  # Разрядность исходных данных
+
+# 📢 КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ (GAIN)
+# 1.0 = без изменений
+# 10.0 = усилить в 10 раз (20 дБ)
+# 100.0 = усилить в 100 раз (40 дБ)
+GAIN = 5
+
+# Разрядность WAV. Пишется обычный PCM: float-WAV открывают далеко не все
+# программы, а 64-битный float, который получался раньше, -- почти никакие.
+# 16 -- открывается везде; 24 -- полная разрядность записи
+WAV_BITS = 16
+
+
+def convert_bin_to_wav(input_filename, output_filename, gain):
+    print(f"Чтение файла: {os.path.basename(input_filename)}...")
+
+    # --- 1. Чтение 24-битного Big Endian файла ---
+    # (Используем ту же логику чтения, что и в анализаторе)
+    raw = np.fromfile(input_filename, dtype=np.uint8)
+    n_samples = len(raw) // 3
+    raw = raw[:n_samples * 3]
+    data = raw.reshape(-1, 3)
+
+    # Сборка 3 байт в int32
+    samples = (data[:, 0].astype(np.int32) << 16) | \
+              (data[:, 1].astype(np.int32) << 8) | \
+              data[:, 2].astype(np.int32)
+
+    # Обработка знака (Two's complement)
+    mask = (samples & 0x800000) != 0
+    samples[mask] -= 0x1000000
+
+    # --- 2. Нормализация (перевод в диапазон -1.0 ... 1.0) ---
+    # Сразу float64: numpy 1.x всё равно приводит к нему при делении на 8388607
+    max_val = 2 ** (ADC_BITS - 1) - 1  # 8,388,607
+    audio_float = samples.astype(np.float64) / max_val
+
+    # Убираем постоянную составляющую (DC Offset), чтобы динамик не "выпирало"
+    audio_float -= np.mean(audio_float)
+
+    # --- 3. Применение усиления ---
+    print(f"Применяем усиление: x{gain}")
+    audio_float *= gain
+
+    # --- 4. Проверка на клиппинг (перегрузку) ---
+    max_amp = np.max(np.abs(audio_float))
+    if max_amp > 1.0:
+        clipped_samples = np.sum(np.abs(audio_float) > 1.0)
+        percent_clipped = (clipped_samples / len(audio_float)) * 100
+        print(f"ВНИМАНИЕ: Перегрузка сигнала! Пик: {max_amp:.2f}")
+        print(f"   Будет обрезано {percent_clipped:.2f}% сэмплов (Hard Clipping).")
+        print("   Рекомендуется уменьшить GAIN.")
+
+        # Обрезаем все, что выше 1.0 или ниже -1.0
+        audio_float = np.clip(audio_float, -1.0, 1.0)
+    else:
+        print(f"Сигнал в норме. Пиковый уровень: {max_amp:.2f} (из 1.0)")
+
+    # --- 5. Сохранение WAV (PCM) ---
+    print(f"Сохранение в WAV ({WAV_BITS}-bit PCM, {FS} Гц)...")
+    full = 2 ** (WAV_BITS - 1) - 1
+    pcm = np.round(audio_float * full).astype("<i4")
+    if WAV_BITS == 16:
+        frames = pcm.astype("<i2").tobytes()
+    elif WAV_BITS == 24:
+        # Младшие три байта каждого int32 little-endian
+        frames = pcm.view(np.uint8).reshape(-1, 4)[:, :3].tobytes()
+    else:
+        raise ValueError(f"WAV_BITS = {WAV_BITS}: поддерживаются 16 и 24")
+    with wave.open(output_filename, "wb") as w:
+        w.setnchannels(1)
+        w.setsampwidth(WAV_BITS // 8)
+        w.setframerate(FS)
+        w.writeframes(frames)
+    print(f"Готово! Файл сохранен:\n   {output_filename}")
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    # Файл можно передать в командной строке, иначе -- выбор через окно
+    if len(sys.argv) > 1:
+        input_path = sys.argv[1]
+    else:
+        root = tk.Tk()
+        root.withdraw()
+
+        input_path = filedialog.askopenfilename(
+            title="Выберите .bin файл для конвертации",
+            filetypes=[("Binary files", "*.bin")]
+        )
+
+    if input_path:
+        # Формируем имя выходного файла
+        folder = os.path.dirname(input_path)
+        name = os.path.basename(input_path).rsplit('.', 1)[0]
+        output_path = os.path.join(folder, f"{name}_gain{GAIN}.wav")
+
+        try:
+            convert_bin_to_wav(input_path, output_path, GAIN)
+        except Exception as e:
+            print(f"Ошибка при конвертации: {e}")