diff --git a/TinnitusAnalyse/SoundGenerator.py b/TinnitusAnalyse/SoundGenerator.py index 82f45ac..d6dc570 100644 --- a/TinnitusAnalyse/SoundGenerator.py +++ b/TinnitusAnalyse/SoundGenerator.py @@ -1,29 +1,35 @@ import math -import wave #bearbeiten von .wav-Dateien +import wave # bearbeiten von .wav-Dateien import struct -import sounddevice as sd #zum abspielen des audio-arrays -import random as random #für die Rauscherzeugung -import time #nur für die Tests, um Zeit zum Anhören der Sounds einzubauen +import sounddevice as sd # zum abspielen des audio-arrays +import numpy as np +import sys # für Fehlermeldungen -#In .wav-Dateien wird der Ton in absoluten Werte eingetragen. Die Standart-framerate ist 44100 -#das heißt für jede Sekunde an Ton gibt es 44100 Werte, die die Tonwelle über die Zeit beschreiben +"""--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- +In .wav-Dateien wird der Ton in absoluten Werte eingetragen. Die Standart-framerate ist 44100 +das heißt für jede Sekunde an Ton gibt es 44100 Werte, die die Tonwelle über die Zeit beschreiben +---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------""" -class Tinnitus: #beinhaltet alle Werte, die vom Nutzer eingestellt werden - def __init__(self, l_freq=600, r_freq=600, l_amp=0, r_amp=0, l_rausch=0, r_rausch=0, ear=0): + +class Tinnitus: # beinhaltet alle Werte, die vom Nutzer eingestellt werden + def __init__(self, l_freq=0, r_freq=0, l_amp=0, r_amp=0, l_rausch=0, r_rausch=0, ohr=0): + self.vorname = "" + self.nachname = "" + self.kommentar = "" self.linksFrequenz = l_freq self.rechtsFrequenz = r_freq self.linksLautstaerke = l_amp self.rechtsLautstaerke = r_amp - self.linksRauschenLautstaerke = l_rausch #float von 0-1 (0 ist aus) + self.linksRauschenLautstaerke = l_rausch # float von 0-1 (0 ist aus) self.rechtsRauschenLautstaerke = r_rausch - self.ear = ear # 0:both 1:left 2:right 3:links/rechts unterschiedlich - return - - def speichern(self): #speichert die Nutzerdaten in eine .csv-Datei + self.ohr = ohr # 0:both 1:left 2:right 3:links/rechts unterschiedlich + def speichern(self): # speichert die Nutzerdaten in eine .csv-Datei datei = open("TinnitusDaten.csv", "w") - daten = "linke Frequenz;" + str(self.linksFrequenz) + "\n" + daten = "Vorname;" + self.vorname + "\n" + daten += "Nachname;" + self.nachname + "\n" + daten += "linke Frequenz;" + str(self.linksFrequenz) + "\n" daten += "linke Lautstärke;" + str(self.linksLautstaerke) + "\n" daten += "linkes Rauschen;" + str(self.linksRauschenLautstaerke) + "\n" daten += "rechte Frequenz;" + str(self.rechtsFrequenz) + "\n" @@ -33,101 +39,101 @@ class Tinnitus: #beinhaltet alle Werte, die vom Nutzer eingestellt werden datei.write(daten) datei.close() - return -#Die Klasse beinhaltet alle Werte, die zum Erstellen einer .wav-Datei benötigt werden und ein Tinnitus-Objekt, das beim Initialisieren übergeben werden muss. -#Die Audiodaten werden in das Array "audio" geschrieben +"""---------------------------------KLASSE: SOUND----------------------------------------------------------------------- +Sound beinhaltet alle Variablen, die zum erstellen einer .wav-Datei benötigt werden (siehe soun.wav_speichern()) + Das 'sound_obj' ist für das dynamische abspielen zuständig (siehe sound.play()) + Beim Initialisieren muss eine Tinnitus-Objekt übergeben werden +---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------""" + + class Sound: - def __init__(self, tinnitus, name="sound.wav", audio=None, nchannels=1, sampwidth=2, framerate=44100, comptype="NONE", compname="not compressed", mute=True): + def __init__(self, tinnitus, name="sound.wav", audio=None, nchannels=1, sampwidth=2, framerate=44100, + comptype="NONE", compname="not compressed", mute=True): if audio is None: audio = [] self.tinnitus = tinnitus self.name = name - self.audio = audio #ein Array, in das die Sound-Werte geschrieben werden - self.nchannels = nchannels #Zahl der audio channels (1:mono 2:stereo) - self.sampwidth = sampwidth #Größe eines einzelnen Sound-Werts (in bytes) - self.framerate = framerate #Abtastrate - self.nframes = len(audio) #Anzahl der Sound-Werte -> Muss bei jeder audio-Änderung aktuallisiert werden + self.audio = audio # ein Array, in das die Sound-Werte geschrieben werden + self.nchannels = nchannels # Zahl der audio channels (1:mono 2:stereo) + self.sampwidth = sampwidth # Größe eines einzelnen Sound-Werts (in bytes) + self.framerate = framerate # Abtastrate + self.nframes = len(audio) # Anzahl der Sound-Werte -> Muss bei jeder audio-Änderung aktuallisiert werden self.comptype = comptype self.compname = compname - self.mute = True # wenn der mute boolean auf true gesetzt ist, sollte kein Ton ausgegeben werden - return + self.mute = mute # wenn der mute boolean auf true gesetzt ist, sollte kein Ton ausgegeben werden + self.sound_obj = sd.OutputStream(channels=2, callback=self.callback, + samplerate=self.framerate) # Objekt fürs Abspielen (siehe sound.play()) + self.start_idx = 0 # wird für sound_obj benötigt - def neu_audio(self): #Schreibt Werte in das audio-Array. Soll später abhängig sein von den Tinnitus-Werten(Frequenz, Rauschen, ...) + def wav_speichern(self): # ezeugt/aktuallisiert die .wav-Datei + wav_file = wave.open(self.name, "w") + print("Sound wird als .wav-Datei gespeichert. Bitte warten...\nDer Vorgang kann ca. 30 Sekunden dauern") + + # zuerst muss ein Array mit Audiodaten gefüllt werden + audio = [] freq = self.tinnitus.linksFrequenz - dauer_ms = 100.0 + dauer_ms = 10000.0 # 10 Sekunden amp = self.tinnitus.linksLautstaerke rauschen = self.tinnitus.linksRauschenLautstaerke - self.audio.clear() num_samples = dauer_ms * (self.framerate / 1000.0) # framerate -pro Sekunde- umgerechnet in -pro Millisekunde- - # einen einfachen Sinus ins array schreiben - for x in range(int(num_samples)): - self.audio.append(amp * math.sin(2 * math.pi * freq * (x / self.framerate))) + for x in range(int(num_samples)): # einen einfachen Sinus ins array schreiben + audio.append(amp * math.sin(2 * math.pi * freq * (x / self.framerate))) - #das Rauschen addieren - if(self.tinnitus.linksRauschenLautstaerke != 0): + if rauschen: # das Rauschen addieren for x in range(int(num_samples)): - self.audio[x] += random.random() * rauschen - return + audio[x] += (np.random.rand() - 0.5) * rauschen - def wav_speichern(self): #ezeugt/aktuallisiert die .wav-Datei - self.neu_audio() - #das 100ms audio-array strecken: - for x in range(50): # entspricht 5 Sekunden - for y in range(int(self.framerate/10)): - self.audio.append(self.audio[y]) - - wav_file = wave.open(self.name, "w") - #erst werden die Rahmen-Parameter gesetzt - self.nframes = len(self.audio) # Anpassen des nframes-Parameters + # erst werden die Rahmen-Parameter gesetzt + self.nframes = len(audio) # Anpassen des nframes-Parameters wav_file.setparams((self.nchannels, self.sampwidth, self.framerate, self.nframes, self.comptype, self.compname)) - #dann wird das audio-Array an die Datei übertragen - for sample in self.audio: + # dann wird das audio-Array an die Datei übertragen + for sample in audio: wav_file.writeframes(struct.pack('h', int(sample * 32767.0))) wav_file.close() - return + print("Speichern beendet.") + + """Die Objekt-Funktion 'start()' startet die asynchrone Soundwiedergabe. Sie ruft dabei immer wieder die Funktion + sound.callback() auf. Daher können die dort genutzten Variablen dynamisch geändert werden. """ def play(self): - self.neu_audio() - if not self.mute: # NEVER play sound when patient mutes GUI - sd.play(self.audio, self.framerate, loop=1) - return + if not self.mute: # NEVER play sound when patient mutes GUI + self.sound_obj.start() def stop(self): - sd.stop() - return + self.sound_obj.stop() # beendet die asynchrone Soundwiedergabe -# tinnitus1 = Tinnitus() -# sound = Sound(tinnitus1) -# -# if(1): -# print("======abnehmende Lautstärke==========") -# for x in range(10): -# print(" Lautstärke = ", tinnitus1.linksLautstaerke) -# sound.play() -# time.sleep(0.6) -# tinnitus1.linksLautstaerke -= 0.1 -# print("\n\n") -# time.sleep(1) -# tinnitus1.linksLautstaerke = 1 -# -# -# -# if(0): -# print("=========RauschTest============") -# for x in range(10): -# tinnitus1.linksRauschenLautstaerke += 0.01 -# print(" Rauschen = ", tinnitus1.linksRauschenLautstaerke) -# sound.play() -# time.sleep(1) -# -# if(0): -# tinnitus1.speichern() -# -# sd.stop() -# print("ENDE") + """Die Funktion callback() erzeugt bei jedem Aufruf die Audiodaten, abhängig von den aktuellen Tinnitus-Variablen. + Die errechneten Werte werden in das NumPy-Array 'outdata' geschrieben """ + # momentan nur Mono. Es werden die Werte des linken Ohrs genutzt + def callback(self, outdata, frames, time, status): + if status: # Warnungen, wenn das Soundobj. auf Fehler stößt (hauptsächlich over/underflow wg. Timingproblemen) + print(status, file=sys.stderr) + + # Sinus ins Array schreiben: f(t) = A * sin(2 * pi * f * t) + for x in range(frames): + # links: + if self.tinnitus.linksLautstaerke: + outdata[x][0] = self.tinnitus.linksLautstaerke * np.sin(2 * np.pi * self.tinnitus.linksFrequenz * + ((x + self.start_idx) / self.framerate)) + # rechts: + if self.tinnitus.rechtsLautstaerke: + outdata[x][1] = self.tinnitus.rechtsLautstaerke * np.sin(2 * np.pi * self.tinnitus.rechtsFrequenz * + ((x + self.start_idx) / self.framerate)) + + # Rauschen addieren + for x in range(frames): + rand = (np.random.rand() - 0.5) # Zufallszahl zwischen -0.5 und 0.5 + #links: + if self.tinnitus.linksRauschenLautstaerke: + outdata[x][0] += rand * self.tinnitus.linksRauschenLautstaerke + #rechts: + if self.tinnitus.rechtsRauschenLautstaerke: + outdata[x][1] += rand * self.tinnitus.rechtsRauschenLautstaerke + + self.start_idx += frames diff --git a/TinnitusAnalyse/TinnitusAnalyse_GUI.py b/TinnitusAnalyse/TinnitusAnalyse_GUI.py index 1156887..13ce037 100644 --- a/TinnitusAnalyse/TinnitusAnalyse_GUI.py +++ b/TinnitusAnalyse/TinnitusAnalyse_GUI.py @@ -10,19 +10,19 @@ import csv def links_scale_lautstärke_change(self): tinnitus.linksLautstaerke = float(linksScaleLautstärke.get())/100 # scale liefert 0-100%, tinnitus.lautstärke 0-1 - print("Links Lautstärke =", tinnitus.linksLautstaerke*100) + print("Links Lautstärke =", tinnitus.linksLautstaerke*100, "%") sound.play() def links_scale_frequenz_change(self): tinnitus.linksFrequenz = float(linksScaleFrequenz.get())*1000 # scale liefert 20-20kHz, tinnitus.frequenz in Hz - print("Links Frequenz = ", tinnitus.linksFrequenz/1000, "kHz") + print("Links Frequenz = ", tinnitus.linksFrequenz, " Hz") sound.play() def links_scale_rauschen_lautstärke_change(self): - linksRauschenLautstärke = float(linksScaleRauschenLautstärke.get()) - print("Links Rauschen Lautstärke = ", linksRauschenLautstärke) + tinnitus.linksRauschenLautstaerke = float(linksScaleRauschenLautstärke.get()/1000) + print("Links Rauschen Lautstärke = ", tinnitus.linksRauschenLautstaerke*1000, "%") sound.play() @@ -42,20 +42,20 @@ def links_scale_rauschen_bandbreite_change(self): def rechts_scale_lautstärke_change(self): - rechtsLautstärke = float(rechtsScaleLautstärke.get()) - print("Rechts Lautstärke =", rechtsLautstärke) + tinnitus.rechtsLautstaerke = float(rechtsScaleLautstärke.get()/100) + print("Rechts Lautstärke =", tinnitus.rechtsLautstaerke, "%") sound.play() def rechts_scale_frequenz_change(self): - rechtsFrequenz = float(rechtsScaleFrequenz.get()) - print("Rechts Frequenz= ", rechtsFrequenz) + tinnitus.rechtsFrequenz = float(rechtsScaleFrequenz.get()*1000) + print("Rechts Frequenz= ", tinnitus.rechtsFrequenz, " Hz") sound.play() def rechts_scale_rauschen_lautstärke_change(self): - rechtsRauschenLautstärke = float(rechtsScaleRauschenLautstärke.get()) - print("Rechts Rauschen Lautstärke = ", rechtsRauschenLautstärke) + tinnitus.rechtsRauschenLautstaerke = float(rechtsScaleRauschenLautstärke.get()/1000) + print("Rechts Rauschen Lautstärke = ", tinnitus.rechtsRauschenLautstaerke*1000, "%") sound.play() @@ -102,6 +102,8 @@ def unten_button_speichern_press(): vorname.set("..eintragen bitte") print("fehlgeschlagener Speicherversuch - Keine Eingaben gemacht") else: + tinnitus.vorname = untenEntryVorname.get() + tinnitus.nachname = untenEntryNachname.get() print("Speichere Patientendaten, siehe TinnitusDaten.csv") tinnitus.speichern()