kopia lustrzana https://github.com/projecthorus/radiosonde_auto_rx
pull/13/head
Zilog80
rodzic
363bc0b427
commit
3290ef6952
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@ -0,0 +1,552 @@
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/*
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C50
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(empfohlen: sample rate 48kHz)
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*/
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#include <stdio.h>
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#include <string.h>
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#include <complex.h>
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#include <math.h>
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typedef unsigned char ui8_t;
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int option_verbose = 0,
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option_raw = 0,
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option_dft = 0,
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wavloaded = 0;
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typedef struct {
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int frnr;
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int jahr; int monat; int tag;
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int std; int min; int sek;
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double lat; double lon; double h;
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unsigned chk;
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} gpx_t;
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gpx_t gpx;
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/* ------------------------------------------------------------------------------------ */
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#define BAUD_RATE 2400
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int sample_rate = 0, bits_sample = 0, channels = 0;
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//float samples_per_bit = 0;
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int findstr(char *buff, char *str, int pos) {
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||||
int i;
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||||
for (i = 0; i < 4; i++) {
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if (buff[(pos+i)%4] != str[i]) break;
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}
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return i;
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||||
}
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int read_wav_header(FILE *fp) {
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char txt[4+1] = "\0\0\0\0";
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unsigned char dat[4];
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int byte, p=0;
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||||
if (fread(txt, 1, 4, fp) < 4) return -1;
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||||
if (strncmp(txt, "RIFF", 4)) return -1;
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||||
if (fread(txt, 1, 4, fp) < 4) return -1;
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||||
// pos_WAVE = 8L
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||||
if (fread(txt, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
if (strncmp(txt, "WAVE", 4)) return -1;
|
||||
// pos_fmt = 12L
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||||
for ( ; ; ) {
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||||
if ( (byte=fgetc(fp)) == EOF ) return -1;
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||||
txt[p % 4] = byte;
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||||
p++; if (p==4) p=0;
|
||||
if (findstr(txt, "fmt ", p) == 4) break;
|
||||
}
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||||
if (fread(dat, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
if (fread(dat, 1, 2, fp) < 2) return -1;
|
||||
|
||||
if (fread(dat, 1, 2, fp) < 2) return -1;
|
||||
channels = dat[0] + (dat[1] << 8);
|
||||
|
||||
if (fread(dat, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
memcpy(&sample_rate, dat, 4); //sample_rate = dat[0]|(dat[1]<<8)|(dat[2]<<16)|(dat[3]<<24);
|
||||
|
||||
if (fread(dat, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
if (fread(dat, 1, 2, fp) < 2) return -1;
|
||||
//byte = dat[0] + (dat[1] << 8);
|
||||
|
||||
if (fread(dat, 1, 2, fp) < 2) return -1;
|
||||
bits_sample = dat[0] + (dat[1] << 8);
|
||||
|
||||
// pos_dat = 36L + info
|
||||
for ( ; ; ) {
|
||||
if ( (byte=fgetc(fp)) == EOF ) return -1;
|
||||
txt[p % 4] = byte;
|
||||
p++; if (p==4) p=0;
|
||||
if (findstr(txt, "data", p) == 4) break;
|
||||
}
|
||||
if (fread(dat, 1, 4, fp) < 4) return -1;
|
||||
|
||||
|
||||
fprintf(stderr, "sample_rate: %d\n", sample_rate);
|
||||
fprintf(stderr, "bits : %d\n", bits_sample);
|
||||
fprintf(stderr, "channels : %d\n", channels);
|
||||
|
||||
if ((bits_sample != 8) && (bits_sample != 16)) return -1;
|
||||
|
||||
//samples_per_bit = sample_rate/(float)BAUD_RATE;
|
||||
//fprintf(stderr, "samples/bit: %.2f\n", samples_per_bit);
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||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
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||||
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||||
#define EOF_INT 0x1000000
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int read_signed_sample(FILE *fp) { // int = i32_t
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||||
int byte, i, ret; // EOF -> 0x1000000
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||||
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||||
for (i = 0; i < channels; i++) {
|
||||
// i = 0: links bzw. mono
|
||||
byte = fgetc(fp);
|
||||
if (byte == EOF) return EOF_INT;
|
||||
if (i == 0) ret = byte;
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||||
|
||||
if (bits_sample == 16) {
|
||||
byte = fgetc(fp);
|
||||
if (byte == EOF) return EOF_INT;
|
||||
if (i == 0) ret += byte << 8;
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (bits_sample == 8) return ret-128;
|
||||
if (bits_sample == 16) return (short)ret;
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||||
|
||||
return ret;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ------------------------------------------------------------------------------------ */
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||||
|
||||
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||||
#define LOG2N 6 // 2^7 = 128 = N
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||||
#define N 64 // 128 Vielfaches von 22 oder 10 unten
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||||
#define WLEN 40 // (2*(48000/BAUDRATE))
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||||
#define BITS 10 // (8N1: 0 bbbbbbbb 1)
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||||
#define LEN_BITFRAME (9*BITS)
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||||
#define HEADLEN 20
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||||
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||||
char header[] = "00000000010111111111"; // 0x00 0xFF
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||||
char buf[HEADLEN+1] = "x";
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||||
int bufpos = -1;
|
||||
|
||||
int bitpos;
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||||
ui8_t bits[LEN_BITFRAME+20] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1,
|
||||
0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1};
|
||||
ui8_t bytes[LEN_BITFRAME/BITS+2];
|
||||
|
||||
double x[N];
|
||||
double complex Z[N], w[N], expw[N][N], ew[N*N];
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||||
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||||
int ptr;
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||||
double Hann[N], buffer[N+1], xn[N];
|
||||
|
||||
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||||
void init_dft() {
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||||
int i, k, n;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < N; i++) Hann[i] = 0;
|
||||
for (i = 0; i < WLEN; i++) Hann[i] = 0.5 * (1 - cos( 2 * M_PI * i / (double)(WLEN-1) ) );
|
||||
//Hann[i+(N-1-WLEN)/2] = 0.5 * (1 - cos( 2 * M_PI * i / (double)(WLEN-1) ) );
|
||||
|
||||
for (k = 0; k < N; k++) {
|
||||
w[k] = -I*2*M_PI * k / (double)N;
|
||||
for (n = 0; n < N; n++) {
|
||||
expw[k][n] = cexp( w[k] * n );
|
||||
ew[k*n] = expw[k][n];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
double dft_k(int k) {
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||||
int n;
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||||
double complex Zk;
|
||||
|
||||
Zk = 0;
|
||||
for (n = 0; n < N; n++) {
|
||||
Zk += xn[n] * ew[k*n];
|
||||
}
|
||||
return cabs(Zk);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void dft() {
|
||||
int k, n;
|
||||
|
||||
for (k = 0; k < N/2; k++) { // xn reell, brauche nur N/2 unten
|
||||
Z[k] = 0;
|
||||
for (n = 0; n < N; n++) {
|
||||
Z[k] += xn[n] * ew[k*n];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void dft2() {
|
||||
int s, l, l2, i, j, k;
|
||||
double complex w1, w2, T;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < N; i++) {
|
||||
Z[i] = (double complex)xn[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
j = 1;
|
||||
for (i = 1; i < N; i++) {
|
||||
if (i < j) {
|
||||
T = Z[j-1];
|
||||
Z[j-1] = Z[i-1];
|
||||
Z[i-1] = T;
|
||||
}
|
||||
k = N/2;
|
||||
while (k < j) {
|
||||
j = j - k;
|
||||
k = k/2;
|
||||
}
|
||||
j = j + k;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (s = 0; s < LOG2N; s++) {
|
||||
l2 = 1 << s;
|
||||
l = l2 << 1;
|
||||
w1 = (double complex)1.0;
|
||||
w2 = cexp(-I*M_PI/(double)l2);
|
||||
for (j = 1; j <= l2; j++) {
|
||||
for (i = j; i <= N; i += l) {
|
||||
k = i + l2;
|
||||
T = Z[k-1] * w1;
|
||||
Z[k-1] = Z[i-1] - T;
|
||||
Z[i-1] = Z[i-1] + T;
|
||||
}
|
||||
w1 = w1 * w2;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int max_bin() {
|
||||
int k, kmax;
|
||||
double max;
|
||||
|
||||
max = 0; kmax = 0;
|
||||
for (k = 0; k < N/2-1; k++) {
|
||||
if (cabs(Z[k]) > max) {
|
||||
max = cabs(Z[k]);
|
||||
kmax = k;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return kmax;
|
||||
}
|
||||
|
||||
double freq2bin(int f) {
|
||||
return f * N / (double)sample_rate;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int bin2freq(int k) {
|
||||
return sample_rate * k / N;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ------------------------------------------------------------------------------------ */
|
||||
|
||||
|
||||
void inc_bufpos() {
|
||||
bufpos = (bufpos+1) % HEADLEN;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int compare() {
|
||||
int i=0, j = bufpos;
|
||||
|
||||
while (i < HEADLEN) {
|
||||
if (j < 0) j = HEADLEN-1;
|
||||
if (buf[j] != header[HEADLEN-1-i]) break;
|
||||
j--;
|
||||
i++;
|
||||
}
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int bits2bytes8N1(ui8_t bits[], ui8_t bytes[], int n) {
|
||||
int i, j, byteval=0, d=1;
|
||||
|
||||
for (j = 0; j < n; j++) {
|
||||
byteval=0; d=1;
|
||||
for (i = 1; i < BITS-1; i++) { // little endian
|
||||
/* for (i = 7; i >= 0; i--) { // big endian */
|
||||
if (bits[BITS*j+i] == 1) byteval += d;
|
||||
else /*(bits[BITS*j+i] == 0)*/ byteval += 0;
|
||||
d <<= 1;
|
||||
}
|
||||
bytes[j] = byteval;
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void printGPX() {
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
printf(" %4d-%02d-%02d", gpx.jahr, gpx.monat, gpx.tag);
|
||||
printf(" %2d:%02d:%02d", gpx.std, gpx.min, gpx.sek);
|
||||
printf(" ");
|
||||
printf(" lat: %.5f°", gpx.lat);
|
||||
printf(" lon: %.5f°", gpx.lon);
|
||||
printf(" h: %.1fm", gpx.h);
|
||||
|
||||
if (option_verbose) {
|
||||
printf(" # ");
|
||||
for (i = 0; i < 5; i++) printf("%d", (gpx.chk>>i)&1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Chechsum Fletcher16
|
||||
unsigned check2(ui8_t *bytes, int len) {
|
||||
int sum1, sum2;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
sum1 = 0;
|
||||
sum2 = 0;
|
||||
for (i = 0; i < len; i++) {
|
||||
sum1 += bytes[i];
|
||||
sum2 += (len-i)*bytes[i];
|
||||
}
|
||||
sum1 = sum1 & 0xFF;
|
||||
sum2 = (-1-sum2) & 0xFF; // = (~sum2) & 0xFF;
|
||||
|
||||
return sum2 | (sum1<<8);
|
||||
}
|
||||
/* // equivalent
|
||||
unsigned check16(ui8_t *bytes, int len) {
|
||||
unsigned sum1, sum2;
|
||||
int i;
|
||||
sum1 = sum2 = 0;
|
||||
for (i = 0; i < len; i++) {
|
||||
sum1 = (sum1 + bytes[i]) % 0x100;
|
||||
sum2 = (sum2 + sum1) % 0x100;
|
||||
}
|
||||
sum2 = (~sum2) & 0xFF; // 1's complement
|
||||
return sum2 | (sum1<<8);
|
||||
}
|
||||
*/
|
||||
|
||||
double NMEAll2(int ll) { // NMEA GGA,GLL: ll/1e5=(D)DDMM.mmmm
|
||||
int deg = ll / 10000000;
|
||||
double min = (ll - deg*10000000)/1e5;
|
||||
return deg+min/60.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int evalBytes2() {
|
||||
int i, val = 0;
|
||||
ui8_t id = bytes[2];
|
||||
unsigned check;
|
||||
|
||||
check = ((bytes[7]<<8)|bytes[8]) != check2(bytes+2, 5);
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 4; i++) val |= bytes[6-i] << (8*i);
|
||||
|
||||
if (id == 0x14 ) { // date
|
||||
int tag = val / 10000;
|
||||
int mon = (val-tag*10000) / 100;
|
||||
int jrz = val % 100;
|
||||
gpx.tag = tag;
|
||||
gpx.monat = mon;
|
||||
gpx.jahr = 2000+jrz;
|
||||
gpx.chk = (gpx.chk & ~(0x1<<0)) | (check<<0);
|
||||
}
|
||||
else if (id == 0x15 ) { // time
|
||||
int std = val / 10000;
|
||||
int min = (val-std*10000) / 100;
|
||||
int sek = val % 100;
|
||||
gpx.std = std;
|
||||
gpx.min = min;
|
||||
gpx.sek = sek;
|
||||
gpx.chk = (gpx.chk & ~(0x1<<1)) | (check<<1);
|
||||
}
|
||||
else if (id == 0x16 ) { // lat: wie NMEA mit Faktor 1e5
|
||||
gpx.lat = NMEAll2(val);
|
||||
gpx.chk = (gpx.chk & ~(0x1<<2)) | (check<<2);
|
||||
}
|
||||
else if (id == 0x17 ) { // lon: wie NMEA mit Faktor 1e5
|
||||
gpx.lon = NMEAll2(val);
|
||||
gpx.chk = (gpx.chk & ~(0x1<<3)) | (check<<3);
|
||||
}
|
||||
else if (id == 0x18 ) { // alt: decimeter
|
||||
gpx.h = val/10.0;
|
||||
gpx.chk = (gpx.chk & ~(0x1<<4)) | (check<<4);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (id == 0x18) printGPX();
|
||||
|
||||
return check;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void printRaw(int n) {
|
||||
int j;
|
||||
//if ( ((bytes[7]<<8)|bytes[8]) == check2(bytes+2, 5))
|
||||
{
|
||||
for (j = 0; j < LEN_BITFRAME; j++) {
|
||||
if (j%BITS == 1) printf(" ");
|
||||
if (j%BITS == 9) printf(" ");
|
||||
printf("%d", bits[j]);
|
||||
}
|
||||
printf(" : ");
|
||||
printf("%02X%02X ", bytes[0], bytes[1]);
|
||||
printf("%02X ", bytes[2]);
|
||||
printf("%02X%02X%02X%02X ", bytes[3], bytes[4], bytes[5], bytes[6]);
|
||||
printf("%02X%02X", bytes[7], bytes[8]);
|
||||
if (option_verbose) {
|
||||
printf(" # %04X", check2(bytes+2, 5));
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
int main(int argc, char *argv[]) {
|
||||
|
||||
FILE *fp;
|
||||
char *fpname;
|
||||
int sample;
|
||||
unsigned int sample_count;
|
||||
int i, j, kmax, k0, k1;
|
||||
int bit = 8, bit0 = 8;
|
||||
int pos = 0, pos0 = 0;
|
||||
int header_found = 0;
|
||||
int bitlen; // sample_rate/BAUD_RATE
|
||||
int len;
|
||||
double k_f0, k_f1, k_df;
|
||||
double cb0, cb1;
|
||||
|
||||
fpname = argv[0];
|
||||
++argv;
|
||||
while ((*argv) && (!wavloaded)) {
|
||||
if ( (strcmp(*argv, "-h") == 0) || (strcmp(*argv, "--help") == 0) ) {
|
||||
fprintf(stderr, "%s [options] audio.wav\n", fpname);
|
||||
fprintf(stderr, " options:\n");
|
||||
fprintf(stderr, " -v, --verbose\n");
|
||||
fprintf(stderr, " -r, --raw\n");
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
else if ( (strcmp(*argv, "-v") == 0) || (strcmp(*argv, "--verbose") == 0) ) {
|
||||
option_verbose = 1;
|
||||
}
|
||||
else if ( (strcmp(*argv, "-r") == 0) || (strcmp(*argv, "--raw") == 0) ) {
|
||||
option_raw = 1;
|
||||
}
|
||||
else if ( (strcmp(*argv, "-d1") == 0) || (strcmp(*argv, "--dft1") == 0) ) {
|
||||
option_dft = 1;
|
||||
}
|
||||
else if ( (strcmp(*argv, "-d2") == 0) || (strcmp(*argv, "--dft2") == 0) ) {
|
||||
option_dft = 2;
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
fp = fopen(*argv, "rb");
|
||||
if (fp == NULL) {
|
||||
fprintf(stderr, "%s konnte nicht geoeffnet werden\n", *argv);
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
wavloaded = 1;
|
||||
}
|
||||
++argv;
|
||||
}
|
||||
if (!wavloaded) fp = stdin;
|
||||
|
||||
|
||||
i = read_wav_header(fp);
|
||||
if (i) {
|
||||
fclose(fp);
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
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||||
bitlen = sample_rate/BAUD_RATE;
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||||
k_f0 = freq2bin(4700); // bit0: 4800Hz
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||||
k_f1 = freq2bin(2900); // bit1: 3000Hz
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||||
k_df = fabs(k_f0-k_f1)/2.5;
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||||
k0 = (int)(k_f0+.5);
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||||
k1 = (int)(k_f1+.5);
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||||
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||||
init_dft();
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||||
ptr = -1; sample_count = -1;
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while ((sample=read_signed_sample(fp)) < EOF_INT) {
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||||
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ptr++;
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||||
sample_count++;
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||||
if (ptr == N) ptr = 0;
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buffer[ptr] = sample / (double)(1<<bits_sample);
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||||
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||||
if (sample_count < N) continue;
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||||
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||||
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||||
for (j = 0; j < N; j++) {
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xn[j] = Hann[j]*buffer[(ptr + j + 1)%N];
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}
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||||
if (option_dft) {
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||||
if (option_dft == 2) dft2();
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||||
else dft();
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||||
kmax = max_bin();
|
||||
if (kmax > k_f0-k_df && kmax < k_f0+k_df) bit = 0; // kmax = freq2bin(4800): 4800Hz
|
||||
else if (kmax > k_f1-k_df && kmax < k_f1+k_df) bit = 1; // kmax = freq2bin(3000): 3000Hz
|
||||
}
|
||||
else {
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||||
cb0 = dft_k(k0);
|
||||
cb1 = dft_k(k1);
|
||||
if ( cb0 > cb1 ) bit = 0; // freq2bin(4800) : 4800Hz
|
||||
else bit = 1; // freq2bin(3000) : 3000Hz
|
||||
}
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||||
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||||
if (bit != bit0) {
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||||
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||||
pos0 = pos;
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pos = sample_count; //sample_count-(N-1)/2
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||||
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||||
len = (pos-pos0+bitlen/2)/bitlen; //(pos-pos0)/bitlen + 0.5;
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||||
for (i = 0; i < len; i++) {
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||||
inc_bufpos();
|
||||
buf[bufpos] = 0x30 + bit0;
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||||
|
||||
if (!header_found) {
|
||||
if (compare() >= HEADLEN) {
|
||||
header_found = 1;
|
||||
for (bitpos = 0; bitpos < HEADLEN; bitpos++) bits[bitpos] = header[bitpos] & 0x1;
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||||
}
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||||
}
|
||||
else {
|
||||
bits[bitpos] = bit0;
|
||||
bitpos++;
|
||||
if (bitpos >= LEN_BITFRAME) {
|
||||
|
||||
bits2bytes8N1(bits, bytes, bitpos/BITS);
|
||||
|
||||
if (option_raw) {
|
||||
printRaw(bitpos/BITS);
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||||
}
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||||
else {
|
||||
evalBytes2();
|
||||
}
|
||||
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||||
bitpos = 0;
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||||
header_found = 0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
bit0 = bit;
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||||
}
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||||
|
||||
}
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||||
printf("\n");
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||||
|
||||
fclose(fp);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
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||||
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