java通过JTransforms解析音乐节奏

JTransforms是一个用于执行快速傅里叶变换（FFT）的Java库，可以用于处理音频数据。在分析音乐节奏方面，可以使用JTransforms对音频文件进行FFT计算，得到频谱图并进一步分析节奏。

以下是一个简单的示例程序，展示如何使用JTransforms解析音乐节奏。该程序使用JavaFX库读取一个音频文件，并使用JTransforms计算频谱图。

import java.io.File;
import java.io.IOException;

import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.chart.LineChart;
import javafx.scene.chart.NumberAxis;
import javafx.scene.chart.XYChart;
import javafx.scene.layout.StackPane;
import javafx.stage.Stage;

import javax.sound.sampled.*;

import edu.emory.mathcs.jtransforms.fft.DoubleFFT_1D;

public class MusicRhythmAnalysis extends Application {

    private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
    private static final int FFT_SIZE = 2048;
    private static final int SAMPLE_RATE = 44100;

    private AudioInputStream audioInputStream;
    private byte[] audioData;

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
        // 选择音频文件
        File file = new File("audio.wav");

        // 读取音频数据
        try {
            audioInputStream = AudioSystem.getAudioInputStream(file);
            audioData = new byte[(int) file.length()];
            audioInputStream.read(audioData);
        } catch (UnsupportedAudioFileException | IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return;
        }

        // 计算频谱图
        DoubleFFT_1D fft = new DoubleFFT_1D(FFT_SIZE);
        double[] fftData = new double[FFT_SIZE * 2];
        double[] timeData = new double[FFT_SIZE];
        double[] freqData = new double[FFT_SIZE / 2];
        for (int i = 0; i < audioData.length - BUFFER_SIZE; i += BUFFER_SIZE) {
            // 将音频数据转换为双精度浮点数数组
            for (int j = 0; j < BUFFER_SIZE; j++) {
                timeData[j] = (double) audioData[i + j];
            }

            // 执行FFT变换
            fft.realForwardFull(timeData);
            System.arraycopy(timeData, 0, fftData, 0, FFT_SIZE);

            // 计算频率数据
            for (int j = 0; j < FFT_SIZE / 2; j++) {
                double real = fftData[j * 2];
                double imag = fftData[j * 2 + 1];
                freqData[j] = Math.sqrt(real * real + imag * imag);
            }

            // 绘制频谱图
            drawFrequencyChart(freqData);
        }

        // 显示窗口
        primaryStage.setTitle("Music Rhythm Analysis");
        primaryStage.show();
    }

    private void drawFrequencyChart(double[] freqData) {
        // 创建图表
        NumberAxis xAxis = new NumberAxis(0, SAMPLE_RATE / 2, SAMPLE_RATE / FFT_SIZE);
        NumberAxis yAxis = new NumberAxis(0, 1000, 100);
        LineChart<Number, Number> chart = new LineChart<>(xAxis, yAxis);
        chart.setCreateSymbols(false);
        chart.setAnimated(false);
        chart.setTitle("Frequency Chart");

        // 添加数据
        XYChart.Series<Number, Number> series = new XYChart.Series<>();
        for (int i = 0; i < FFT_SIZE / 2; i++) {
            series.getData().add(new XYChart.Data<>(i * SAMPLE_RATE / FFT_SIZE, freqData[i]));
        }
        chart.getData().add(series);

        // 显示图表
        StackPane root = new StackPane();
        root.getChildren().add(chart);
        Scene scene = new Scene(root, 800, 600);
        Stage stage = new Stage();
        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }
}

该程序使用JavaFX库创建了一个窗口，并在窗口中绘制了一个频谱图。通过读取音频文件，将音频数据转换为双精度浮点数数组，并使用JTransforms计算FFT变换得到频率数据，最后将频率数据绘制在频谱图中。此外，程序还可以进一步分析频率数据，提取出音乐节奏等特征。