experimentalism->unreal

2008/07/02

AudioInputStreamは長さFrameSize以下の配列だと読み込まない

JavaでWaveファイルのデータを読み込む時は、AudioInputStreamのread(byte[] b)メソッドを使うのが普通みたいなのですが、変な所で引っかかってしまったので備忘メモ。

読み込むファイルは16bitステレオでPCMです。
とりあえず、下準備として

AudioInputStream ais = AudioSystem.getAudioInputStream(new File(filePath));

としておきます。

ところで、16bitステレオのWave(RIFF)ファイルは

0	1	2	3	...	(n-1)*4	(n-1)*4 +1	(n-1)*4 +2	(n-1)*4+3
L11	L12	R11	R12	...	Ln1	Ln2	Rn1	Rn2

というようにデータが並んでいます。
いかにも「2バイト単位で読み込んで左右のデータを振り分ければいいじゃないの」と言っているかのようです。
それじゃあ、ということで

//長さ2のバイトの配列bを作る
byte[] b = new byte[2];

/*
* オーディオ入力ストリームから数バイトを読み込み、それをバッファ配列 b に格納します。 * 実際に読み込まれたバイト数は整数として返されます。
*/
System.out.println(ais.read(b));

とやってみると

となります。
読んでない!

それじゃあ、読んでもらうにはどうしたらいいか、というと

//長さ2ais.getFrameSizeのバイトの配列bを作る
~~byte[] b = new byte[2];~~
byte[] b = new byte[ais.getFormat.getFrameSize];

System.out.println(ais.read(b));

とすると

となって、ちゃんとデータを読み込んでくれた事がわかります。
ちなみに、配列の長さを5にすると読み込むバイト数は4になります。
フレーム単位で読むんでしょうね。たぶん。

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2008/06/23

PureJavaなFFTライブラリ JTransforms

JTransforms
Piotr Wendykirさんが公開してる、JavaによるJavaのためのFFTライブラリ。
Takuya Oouraさんの数値計算ライブラリにある汎用FFTパッケージをJavaに翻訳したものとかなんとか。
FFTしてIFFTするだけのお試しは成功しました。
他にも色々できるみたいなので、興味ある方は上のリンクとかJavaDocを読んでみてください。

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2008/06/22

メソッドから呼び出されるメソッドをオーバーライドするとどうなるか

親クラス(orスーパークラスor基本クラス)があります。
親クラスを継承(or汎化)した子クラス(orサブクラスor派生クラス)があります。
親クラスには、protectedなサブメソッドを呼ぶメソッドがあります。
子クラスで、親クラスのサブメソッドをオーバーライドしました。
この時、子クラスのインスタンスからメソッドを呼ぶと、メソッドは

親クラスで定義された元々のサブメソッドを使う
子クラスでオーバーライドしたサブメソッドを使う

どっちでしょうか。
具体的に書くと

public class BaseClass {

public BaseClass(){

System.out.println("create BaseClass");

}

protected void subMethod(){

System.out.println("this is BaseClass.subMethod. Woohoo!");

}

public void method(){

System.out.println("this is BaseClass.method");
System.out.println("BaseClass.method calls subMethod");
subMethod();

}

}

public class ExtendClass extends BaseClass {

public ExtendClass(){

System.out.println("create ExtendClass"); super();

}

@Override
protected void subMethod(){

System.out.println("this is ExtendClass.subMethod. D'OH!");

}

となります。
なんとなく騙くらかすポイントは

サブメソッドだけオーバーライドしてる
メソッドは親クラスのをそのまま使ってる

という所でしょうか。
「あれ？これ親クラスのサブメソッドが実行されちゃうんじゃないの？」みたいな疑問が出てきませんか？
疑問をほっとくのは気持ち悪いので、とりあえず

ExtendClass extendClass = new ExtendClass();
extendClass.method();

としてみると

create ExtendClass
create BaseClass
this is BaseClass.method
BaseClass.method calls subMethod
this is ExtendClass.subMethod. D'OH!

と表示されます。
ちゃんとオーバライドしたサブメソッドが使われてますね。
よかったよかった。

ちなみに、これはサブメソッドがprotectedでオーバーライドできるからこその現象で、たとえば

public class BaseClass {

public BaseClass(){

System.out.println("create BaseClass");

}

~~protected void subMethod(){~~
private void subMethod(){

System.out.println("this is BaseClass.subMethod. Woohoo!");

}

public void method(){

System.out.println("this is BaseClass.method");
System.out.println("BaseClass.method calls subMethod");
subMethod();

}

}

public class ExtendClass extends BaseClass {

public ExtendClass(){

System.out.println("create ExtendClass"); super();

}

//Overrideできない!
~~@Override~~
~~protected void subMethod(){~~
private void subMetyod(){

System.out.println("this is ExtendClass.subMethod. D'OH!");

}

という風にBaseClassのsubMethodをprivateにすると、子クラスでsubMethodという同じ名前のメソッドを定義しても

create ExtendClass
create BaseClass
this is BaseClass.method
BaseClass.method calls subMethod
this is BaseClass.subMethod. Woohoo!

というように親クラスのsubMethodが実行されます。

で、こちらはちなむ必要もないんですが、一応ちなんでおくと
protectedなsubMethodをオーバーライドされた状態でも

BaseClass baseClass = new BaseClass();
baseClass.method();

という風に親クラスのインスタンスを作ってメソッドを呼ぶと

create BaseClass
this is BaseClass.method
BaseClass.method calls subMethod
this is BaseClass.subMethod. Woohoo!

ちゃんとこうなります。
よかったよかった。

一回試せばわざわざ書くこともない類のもんですが、検索しても出てこない、というか、コレを検索する方法がよく分からないので、忘れた時用に書いておきます。

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JavaでできたOS

Java製OS JNode

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2008/06/16

Execute Gnuplot from Java

JavaからGnuplotを使ってプロットする方法

sin(x)

Javaは

Runtime.getRuntime().exec("コマンド");

とすることで外部のプログラムを起動することができます。
なので、普通に

Runtime.getRuntime().exec("gnuplot");

でgnuplotは起動します。
が、起動したって命令しなきゃ何もしないで終わるだけ。
Cとかだとここからパイプ使ってgnuplotにコマンドを渡せるみたいですが、
Javaだとどうやりゃ良いのかよくわかりませんでした。
幸い、gnuplotはコマンドライン引数にファイルのパスを書いてあげれば、そのファイルに書かれたコマンドを実行してくれます。
そこで、『データを記述した一時ファイル』(tmpDataFile)と『そのファイルに書かれたデータをプロットする命令を書いた一時ファイル』(tmpCommandFile)の二つを用意し、Javaから外部プロセスとしてgunuplotを実行するという、なんとも面倒臭い形になりました。
以下がその方法になります。

//一時ファイル作る
File tmpFile = File.createTmpFile("ファイル名", "拡張子");
//プログラム終了時に一時ファイルを消すように設定する
tmpFile.deleteOnExit();

という風にすれば一時ファイルを作れるので、
たとえばjava.io.PrintWriterを使って

//コマンド書いた一時ファイル
File tmpCommandFile = File.createTmpFile("gpcommand", "tmp");
//プログラム終了時に消すように設定
tmpFile.deleteOnExit();
//PrintWriterを作る
FileOutputStream cfos = new FileOutputStream(tmpCommandFile);
OutputStreamWriter cosw = new OutputStreamWriter(fos);
commandFileWriter = new PrintWriter(osw);
//データ書いた一時ファイル
File tmpDataFile = File.createTmpFile("gpdata", "tmp");
//プログラム終了時に消すように設定
tmpDataFile.deleteOnExit();
//PrintWriterを作る
FileOutputStream dfos = new FileOutputStream(tmpDataFile);
OutputStreamWriter dosw = new OutputStreamWriter(fos);
dataFileWriter = new PrintWriter(osw);

というようにしておいて

//配列に突っ込んであるデータをtmpDataFileに書き出してみる
for (int i=0; i dataFileWriter.println(i + ", " + dataArray[i]);
//開いてたファイルを閉じる
dataFileWriter.close();
dosw.close();
dfos.close();

//tmpDataFileを読み込んでプロットするコマンドをtmpCommandFileに書いてみる
commandFileWriter.println("plot \"" + tmpDataFile.getAbsolutePath() + "\" with lines");
commandFileWriter.println("pause -1");
//以下tmpDataFileと同じなので略

とします。

これで一時ファイルの準備は終わったので、

//gnuplot起動
Process gnuplot = Runtime.getRuntime().exec("gnuplot " + tmpCommandFile.getAbsolutePath());
//gnuplotが終わるまで待機したければ
//gnuplot.waitFor();

これでgnuplotがグラフを作ってくれるはずです。

ゴミのようなライブラリも作りましたので、指動かすのが面倒臭ければ使ってみてください。
jarとsrc入りのzip

使い方は、とりあえず
import com.magiciansforest.gpj.GnuplotExecuter
して、

//GnuplotExecuter(int[] X)
//GnuplotExecuter(int[] X, int[] Y)
//GnuplotExecuter(double[] X)
//GnuplotExecuter(double[] X, double[] Y)
//もあります
GnuplotExecuter ge = new GnuplotExecuter(double[] data);
//showメソッドで表示します。
//secは表示時間…苦し紛れです。
ge.show(sec);

です。
・データを入れた配列を引数に入れたコンストラクタ
・show(表示時間)
の二手間でグラフが表示できる！かもしれない！
Win版のgnuplotでどう動くかは分りません。
Windows使ってないからね！

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2008/05/29

MATLAB File into the Java

うほ、良いデータ！と思ったら拡張子が.mat
MATLABなんて持ってねーよー… orz
バイナリこわいよー

そんなわけで今までは.matの時点で諦めてたんですが、ふと検索してみたらJavaで.matを読み書きするライブラリがありました。
JMatIO

Wojciech最高！なんですが、ドキュメントが超ぶっきらぼうです。
気持ちはよく分かるんですけどね...

MLArrayにisComplex()というメソッドがあるのにcom.jmatio.typesにはMLComplexがなかったり、いまいちアヤシゲな部分もあるんですが、とりあえず自分の用途には足りました。
ということで、以下使い方。

とりあえずeclipseで
[Build Path -> add Libraries]
でJMatIO.jarを入れておいて、

//インポート
import java.utli.ArrayList;
import com.jmatio.io.*;
import com.jmatio.types.*;

インポートして、

//ファイル読み込み
MatFileReader matlabFile = new
MatFileReader("path/matfile.mat");

ファイルを読み込んで、

ArrayList dataList = matlabFile.getData();

こうするとファイルの中身がArrayListで出てきます。
Deprecatedとか書いてありますが、getData()以外は
"名前を指定して特定の配列を持ってくるメソッド"
しかないし、別に「使うな」ってわけでもないし、とりあえず無視します。(*)

//matファイルの中身を書き出す
for(i=0; i<data.size(); i++){
MLArray data = (MLArray) dataLsit.get(i);
System.out.println(data.getName());
System.out.printLn(data.contentToString());
}

とすればさっき取ってきたデータの中身を見ることができますから、
get("name")などを使って一段奥に入るコード書き足してcontetntToString()を表示
を繰り返します。これバカだけど間違いはない方法。

おそらく、最終的にはMLDoubleとかMLInt64が出てくると思います。
これらはdoubleやintの2次元配列になっているので、

MLDouble hogeDataArray;
//必要なら
// double[][] doubleArray = new double[hogeDataArray.getM()][hogeDataArray.getN()];
//みたいなの入れる
doubleArray = hogeDataArray.getArray();

この後は普通に数値が詰まった配列を使うときと同じです。

XMLのXPathみたいにできれば便利なんだけど、まあ、そこまでは求めません。
仕事で.matをいじり倒さなきゃいけないってわけでもないしねぇ。

*ファイルの中身が分かっている時は

//フィルタの設定
MatFileFilter filter = new
MatFileFilter();
filter.addArrayName("hogeArray");

という風にフィルタを作っておいて、ファイルを読み込む時

//ファイル読み込み
MatFileReader matlabFile = new
MatFileReader(fileName, filter);

とすると『matファイルの指定された部分だけがメモリにロードされるから、大きなファイルの場合は便利よ』というような事が書いてありました。

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