Mikrofon Activity commit im Nachhinein

app/src/main/java/com/example/greenwatch/Mikrofon.java

@@ -0,0 +1,399 @@
+package com.example.greenwatch;
+
+import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
+import androidx.core.app.ActivityCompat;
+import androidx.core.content.ContextCompat;
+
+import android.Manifest;
+import android.content.Context;
+import android.content.SharedPreferences;
+import android.content.pm.PackageManager;
+import android.media.AudioFormat;
+import android.media.AudioRecord;
+import android.media.MediaRecorder;
+import android.os.AsyncTask;
+import android.os.Bundle;
+import android.widget.TextView;
+
+import java.text.SimpleDateFormat;
+import java.util.Date;
+
+public class Mikrofon extends AppCompatActivity {
+
+    private AufnahmeTask aufnahmeTask;
+    private TextView textViewMaxAmp;
+    private TextView textViewMaxAmpdb;
+    private TextView textViewZeitstempel;
+    private static final int RECHTEANFORDERUNG_MIKROFON = 1;
+
+    private boolean detection_mic = false;
+    private String zeit = "0";
+    private boolean kalibrierung_do;
+    private float threshold = 40;
+    private float sensitivity = 5;
+    private final static String KEY_WERT = "KEY_WERT_" + Mikrofon.class.getSimpleName();
+    private final static String KEY_KALIBRIERUNG = "KEY_KALIBRIERUNG_" + Mikrofon.class.getSimpleName();
+
+
+
+
+    @Override
+    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
+        super.onCreate(savedInstanceState);
+        setContentView(R.layout.activity_mikrofon);
+        textViewMaxAmp = (TextView) findViewById(R.id.textViewMaxAmp);
+        textViewMaxAmpdb = (TextView) findViewById(R.id.textViewMaxAmpdb);
+        textViewZeitstempel = (TextView) findViewById(R.id.textViewZeitstempel);
+        //kalibrierung_do = true;
+
+
+    }
+
+
+    @Override
+    protected void onResume() {
+        super.onResume();
+        SharedPreferences p = getPreferences(Context.MODE_PRIVATE);
+        threshold = p.getFloat(KEY_WERT, 40);
+        kalibrierung_do = p.getBoolean(KEY_KALIBRIERUNG, true);
+
+        if (!istZugriffAufMikrofonErlaubt()) {
+            zugriffAufMikrofonAnfordern();
+        }
+        if (istZugriffAufMikrofonErlaubt()) {
+            aufnahmeTask = new AufnahmeTask();
+            aufnahmeTask.execute();
+        }
+    }
+
+    @Override
+    protected void onPause() {
+        super.onPause();
+        SharedPreferences p = getPreferences(Context.MODE_PRIVATE);
+        SharedPreferences.Editor editor = p.edit();
+        editor.putFloat(KEY_WERT, threshold);
+        if(isFinishing()==true){
+            editor.putBoolean(KEY_KALIBRIERUNG, true);
+        }else {
+            editor.putBoolean(KEY_KALIBRIERUNG, false);
+        }
+        editor.commit();
+        if(aufnahmeTask!=null) {
+            aufnahmeTask.cancel(true);
+            aufnahmeTask = null;
+        }
+    }
+
+    private boolean istZugriffAufMikrofonErlaubt() {
+        if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, android.Manifest.permission.RECORD_AUDIO) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
+            return false;
+        } else {
+            return true;
+        }
+    }
+
+    private void zugriffAufMikrofonAnfordern() {
+        ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.RECORD_AUDIO}, RECHTEANFORDERUNG_MIKROFON);
+    }
+
+    public static String Zeitpunkt(){
+        Long tslong = System.currentTimeMillis();
+        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
+        Date date = new Date(tslong);
+        String resultdate = sdf.format(date);
+
+        return resultdate;
+    }
+
+
+    class AufnahmeTask extends AsyncTask<Long, Verarbeitungsergebnis, Void> {
+        private AudioRecord recorder;
+        private final int sampleRateInHz = 44100;
+        private final int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO;
+        private final int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
+        private int minPufferGroesseInBytes;
+        private int pufferGroesseInBytes;
+        private RingPuffer ringPuffer = new RingPuffer(10);
+
+        AufnahmeTask() {
+            minPufferGroesseInBytes = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat);
+            pufferGroesseInBytes = minPufferGroesseInBytes * 2;
+            recorder = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC, sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat, pufferGroesseInBytes);
+
+            int anzahlBytesProAbtastwert;
+            String s;
+            switch (recorder.getAudioFormat()) {
+                case AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT:
+                    s = "8 Bit PCM ";
+                    anzahlBytesProAbtastwert = 1;
+                    break;
+                case AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT:
+                    s = "16 Bit PCM";
+                    anzahlBytesProAbtastwert = 2;
+                    break;
+                case AudioFormat.ENCODING_PCM_FLOAT:
+                    s = "Float PCM";
+                    anzahlBytesProAbtastwert = 4;
+                    break;
+                default:
+                    throw new IllegalArgumentException();
+            }
+
+            switch (recorder.getChannelConfiguration()) {
+                case AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO:
+                    s = "Mono";
+                    break;
+                case AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO:
+                    s = "Stereo";
+                    anzahlBytesProAbtastwert *= 2;
+                    break;
+                case AudioFormat.CHANNEL_INVALID:
+                    s = "ungültig";
+                    break;
+                default:
+                    throw new IllegalArgumentException();
+            }
+
+        }
+
+
+        @Override
+        protected Void doInBackground(Long... params) {
+
+            recorder.startRecording();
+            short[] puffer = new short[pufferGroesseInBytes / 2];
+            long lastTime = System.currentTimeMillis();
+            float verarbeitungsrate = 0;
+            final int maxZaehlerZeitMessung = 10;
+            int zaehlerZeitMessung = 0;
+            int anzahlVerarbeitet = 0;
+            GleitenderMittelwert gleitenderMittelwert = new GleitenderMittelwert(0.3f);
+            GleitenderMittelwert gleitenderMittelwertdB = new GleitenderMittelwert(0.1f);
+            float db = 0;
+            boolean erlaubt_rise = true;
+            boolean erlaubt_fall = true;
+
+
+
+            for (; ; ) {
+                if (isCancelled()) {
+                    break;
+                } else {
+                    int n = recorder.read(puffer, 0, puffer.length);
+                    Verarbeitungsergebnis ergebnis = verarbeiten(puffer, n);
+                    anzahlVerarbeitet += n;
+
+                    //kalibrierung
+                    if(kalibrierung_do){
+                        // Warten für 3 Sekunden
+                        /*long startTime = System.currentTimeMillis(); // Startzeit
+                        while (System.currentTimeMillis() - startTime < 3000) {
+                            //Warten
+                        }*/
+                        //3s warten auf weitere Ausführung
+                        try {
+                            Thread.sleep(3000);
+                        } catch (InterruptedException e) {
+                            e.printStackTrace();
+                        }
+                        //int z = recorder.read(puffer, 0, puffer.length);
+                        //Verarbeitungsergebnis kalibrierung = verarbeiten(puffer, z);
+                        int anzahlIterationen = 3000;
+                        float sum = 0;
+                        for(int i = 0; i < anzahlIterationen; i++){
+                            sum += ergebnis.db;
+                        }
+                        threshold = sum/anzahlIterationen;
+                        kalibrierung_do = false;
+                    }
+
+
+                    zaehlerZeitMessung++;
+                    if (zaehlerZeitMessung == maxZaehlerZeitMessung) {
+                        long time = System.currentTimeMillis();
+                        long deltaTime = time - lastTime;
+                        verarbeitungsrate = 1000.0f * anzahlVerarbeitet / deltaTime;
+                        verarbeitungsrate = gleitenderMittelwert.mittel(verarbeitungsrate);
+                        zaehlerZeitMessung = 0;
+                        anzahlVerarbeitet = 0;
+                        lastTime = time;
+                    }
+
+                    db = (float) ergebnis.db;
+                    db = gleitenderMittelwertdB.mittel(db);
+                    ergebnis.db = (int) db;
+                    ergebnis.verarbeitungsrate = (int) verarbeitungsrate;
+
+                    //Hysterese beim Setzen bzw. Rücksetzen ob detektiert
+                    //beim ersten detektieren wird Zeitpunkt gespeichert
+                    if(ergebnis.db >= (threshold+sensitivity)){
+                        detection_mic = true;
+                        erlaubt_fall = true;
+                        while(erlaubt_rise){
+                            erlaubt_rise = false;
+                            zeit = Zeitpunkt() + " - " + ergebnis.db + " - " + (threshold+sensitivity); //Überschreiben des Zeitpunkts beim Erkennen der Detektion
+                            //nur zum Testen in zeit noch ergebnis.db und threshold ausgegeben -> muss am Ende nur Zeitpunkt() rein, Rest weg
+                        }
+                    } else if (ergebnis.db <= (threshold)) {
+                        detection_mic = false;
+                        erlaubt_rise = true;
+                        while(erlaubt_fall){
+                            erlaubt_fall = false;
+                            zeit = Zeitpunkt(); //erneutes Überschreiben des Zeitpunkts beim Verschwinden der Detektion
+                        }
+                    }
+
+                    publishProgress(ergebnis);
+
+
+                    try {
+                        Thread.sleep(10);
+                    } catch (InterruptedException e) {
+                        e.printStackTrace();
+                    }
+                }
+            }
+            recorder.release();
+            return null;
+        }
+
+        private Verarbeitungsergebnis verarbeiten(short[] daten, int n) {
+            String status;
+            short maxAmp = -1;
+            int db = 0;
+
+            if (n == AudioRecord.ERROR_INVALID_OPERATION) {
+                status = "ERROR_INVALID_OPERATION";
+            } else if (n == AudioRecord.ERROR_BAD_VALUE) {
+                status = "ERROR_BAD_VALUE";
+            } else {
+                status = "OK";
+                short max = 0;
+                for (int i = 0; i < n; i++) {
+                    if (daten[i] > max) {
+                        max = daten[i];
+                    }
+                }
+                ringPuffer.hinzufuegen(max);
+                maxAmp = ringPuffer.maximum();
+            }
+            //Umwandlung Amplitudenwert in dB
+            db = (int) (20*Math.log10(maxAmp));
+
+            return new Verarbeitungsergebnis(status, maxAmp,0, db);
+        }
+
+        /////////////////////////////////////////////
+        @Override
+        protected void onProgressUpdate(Verarbeitungsergebnis... progress) {
+            super.onProgressUpdate(progress);
+
+
+            System.out.println(detection_mic);
+            System.out.println(zeit);
+            textViewZeitstempel.setText(zeit);
+
+            textViewMaxAmpdb.setText("" + progress[0].db);
+            textViewMaxAmp.setText("" + progress[0].maxAmp);
+
+        }
+    }
+    /////////////////////////////////////////////
+    class Verarbeitungsergebnis {
+        String status;
+        short maxAmp;
+        int db;
+        int verarbeitungsrate;
+
+        Verarbeitungsergebnis(String status, short maxAmp, int verarbeitungsrate, int db) {
+            this.status = status;
+            this.maxAmp = maxAmp;
+            this.db = db;
+            this.verarbeitungsrate = verarbeitungsrate;
+        }
+    }
+
+    class RingPuffer {
+        private short[] puffer;
+        private final int laenge;
+        private int anzahlEnthaltenerDaten;
+        private int position;
+
+        public RingPuffer(int n) {
+            laenge = n;
+            anzahlEnthaltenerDaten = 0;
+            position = 0;
+            puffer = new short[laenge];
+        }
+
+        public void hinzufuegen(short wert) {
+            puffer[position] = wert;
+            position++;
+            if (position >= laenge) {
+                position = 0;
+            }
+            if (anzahlEnthaltenerDaten < laenge) {
+                anzahlEnthaltenerDaten++;
+            }
+        }
+
+        public void hinzufuegen(short[] daten) {
+            for (short d : daten) {
+                puffer[position] = d;
+                position++;
+                if (position >= laenge) {
+                    position = 0;
+                }
+            }
+            if (anzahlEnthaltenerDaten < laenge) {
+                anzahlEnthaltenerDaten += daten.length;
+                if (anzahlEnthaltenerDaten >= laenge) {
+                    anzahlEnthaltenerDaten = laenge;
+                }
+            }
+        }
+
+        public short maximum() {
+            short max = 0;
+            for (int i = 0; i < anzahlEnthaltenerDaten; i++) {
+                if (puffer[i] > max) {
+                    max = puffer[i];
+                }
+            }
+            return max;
+        }
+
+        public float mittelwert() {
+            float summe = 0;
+            for (int i = 0; i < anzahlEnthaltenerDaten; i++) {
+                summe += puffer[i];
+            }
+            return summe / anzahlEnthaltenerDaten;
+        }
+    }
+
+    class GleitenderMittelwert {
+        private final float wichtungNeuerWert;
+        private final float wichtungAlterWert;
+        private float mittelwert = 0;
+        private boolean istMittelwertGesetzt = false;
+
+        GleitenderMittelwert(float wichtungNeuerWert) {
+            this.wichtungNeuerWert = wichtungNeuerWert;
+            this.wichtungAlterWert = 1 - this.wichtungNeuerWert;
+        }
+
+        float mittel(float wert) {
+            if (istMittelwertGesetzt) {
+                mittelwert = wert * wichtungNeuerWert + mittelwert * wichtungAlterWert;
+            } else {
+                mittelwert = wert;
+                istMittelwertGesetzt = true;
+            }
+            return mittelwert;
+        }
+
+
+    }
+
+}