fix fft grad

bin/main.fft.cpp

@@ -0,0 +1,24 @@
+#include <hack/logger/logger.hpp>
+#include "harmonica.hpp"
+
+auto main() -> int
+{
+  // setup создается для каждого файла свой 
+  // т.к. при чтении данных из файла уже должен быть определен размер блока 
+  // данных для чтения m_block_size; см. установки по умолчанию.
+  // Передается по ссылке и заполняется необходимыми данными
+  hr::setup setup;
+  setup.m_domain = hr::DOMAIN_PLUGIN::FREQUENSY;
+  setup.m_file = "/mnt/raid/projects/dsp/songs/base/MakSim: Знаешь ли ты?.mp3";
+
+  auto r = hr::run<hr::plugins::fft>(setup);
+  hack::log()("grad:", r.m_grad.size());
+  hack::log()("min:", r.m_min, "max:", r.m_max);
+  hack::log()("size:", r.m_size);
+
+  if (!r.empty())
+  {
+    for (auto& p : r.m_data) 
+      hack::log()(p[10].m_values.size(), p[10].m_min, p[10].m_max);
+  }
+}

bin/main.raw_data.cpp

@@ -8,16 +8,17 @@ auto main() -> int
   // данных для чтения m_block_size; см. установки по умолчанию.
   // Передается по ссылке и заполняется необходимыми данными
   hr::setup setup;
-  // setup.m_domain = hr::DOMAIN_PLUGIN::FREQUENSY;
+  setup.m_domain = hr::DOMAIN_PLUGIN::TIME;
   setup.m_file = "./sin.wav";
 
   auto r = hr::run<hr::plugins::raw_data>(setup);
-  hack::log()("size:", r.m_data.size());
+  hack::log()("grad:", r.m_grad);
+  hack::log()("min:", r.m_min, "max:", r.m_max);
+  hack::log()("size", r.m_size);
 
-  // if (!r.empty())
-  // {
-  //   std::vector<float> s;
-  //   for (auto p : r.m_data) s.push_back(p.m_value[0]);
-  //   hack::log()(s);
-  // }
+  if (!r.empty())
+  {
+    for (auto& p : r.m_data) 
+      hack::log()(p[0].m_value);
+  }
 }

bin/meson.build

@@ -1,6 +1,6 @@
 executable(
   meson.project_name(), 
-  'main.cpp', 
+  'main.fft.cpp', 
   dependencies : deps,
   cpp_args: args,
   include_directories : inc

src/adapter/adapter.hpp

@@ -57,7 +57,7 @@ namespace hr
     private:
       void swap_buffer(fvec_t& in)
       {
-        size_t i = 0;
+        std::size_t i = 0;
         for (i = 0; i < m_end; ++i) m_data[i] = m_data_old[i];
         for (i = 0; i < m_plugin.m_setup.m_step_size; ++i) m_data[m_end + i] = in[i];
         for (i = 0; i < m_end; ++i) m_data_old[i] = m_data[i + m_plugin.m_setup.m_step_size];

src/harmonica.hpp

@@ -11,6 +11,7 @@
 
 #include "plugins/raw_data/raw_data.hpp"                  // IWYU pragma: keep
 #include "plugins/magnitude/magnitude.hpp"                // IWYU pragma: keep
+#include "plugins/fft/fft.hpp"                            // IWYU pragma: keep
 
 namespace hr
 {
@@ -23,36 +24,32 @@ namespace hr
   template<typename Plugin>
   inline result run(setup& setup)
   {
-    // Инициализация структуры для libsndfile и открытие файла
     SF_INFO sf_info;
-    SNDFILE* file = sf_open(setup.m_file.c_str(), SFM_READ, &sf_info);
-    if (!file) 
+    auto deleter = [&](SNDFILE* f) { if (f) sf_close(f); };
+    std::unique_ptr<SNDFILE, decltype(deleter)> sf_file(sf_open(setup.m_file.c_str(), SFM_READ, &sf_info), deleter);
+
+    if (!sf_file) 
     {
-      // Обработка ошибки открытия файла
       hack::exception ex;
       hack::log().on_file();
       hack::log().on_func();
       hack::log().on_row();
       ex.title("Error of open file");
-      ex.description(sf_strerror(file));
+      ex.description(sf_strerror(sf_file.get()));
       ex.set("file", setup.m_file);
       hack::error()(ex);
       throw ex;
     }
 
-    // Сохранение информации о файле в настройки
     setup.m_sample_rate = sf_info.samplerate;
     setup.m_frames = sf_info.frames; 
     setup.m_channels = sf_info.channels;
+    setup.check();
 
-    if (setup.m_channels == 0) throw std::runtime_error("Нет каналов в аудио файле");
-
-    // Инициализация переменных для чтения
     std::size_t read = 0;                                       // Количество обработанных кадров
     fvec_t read_data(setup.m_channels * setup.m_step_size, .0); // Буфер для чтения (интерливированные данные)
     fvec_t in(setup.m_step_size, .0);                           // Буфер для моно-данных
 
-    // Создание плагина и адаптера для обработки
     Plugin pl { setup };
     adapter ad { pl };
 
@@ -60,7 +57,7 @@ namespace hr
     {
       // Определение длины читаемого блока (защита от выхода за границы)
       auto length = hack::math::min(setup.m_step_size, in.size());
-      auto read_samples = sf_read_float(file, read_data.data(), read_data.size());
+      auto read_samples = sf_read_float(sf_file.get(), read_data.data(), read_data.size());
 
       uint_t read_length = read_samples / setup.m_channels;  // Перевод в кадры
       read_length = hack::math::min(length, read_length);    // Ограничение длиной буфера
@@ -70,26 +67,23 @@ namespace hr
       {
         in[i] = 0.0;
         // Суммирование всех каналов
-        for (int c = 0; c < setup.m_channels; ++c) 
-          in[i] += read_data[setup.m_channels * i + c];
+        for (int c = 0; c < setup.m_channels; ++c) in[i] += read_data[setup.m_channels * i + c];
         // Усреднение для получения моно-сигнала
         in[i] /= static_cast<base_t>(setup.m_channels);
       }
 
       // Подготовка к следующей итерации
-      read = hack::math::min(length, static_cast<uint_t>(floorf(read_length + .5)));
+      read = hack::math::min(length, static_cast<uint_t>(std::floorf(read_length + .5)));
       
       // Дополнение буфера нулями если считано неполный блок (конец файла)
       if (in.size() > read) std::fill(in.begin() + read, in.end(), 0.0);
 
       // Вычисление временной метки и обработка данных через адаптер
-      real_time timestamp = real_time::frame2rt(read, sf_info.samplerate);
+      real_time timestamp = real_time::frame2rt(read, setup.m_sample_rate);
       ad.process(in, timestamp);
     }
-    while (read == setup.m_step_size);  // Продолжать пока читаются полные блоки
+    while (read == setup.m_step_size); 
 
-    // Закрытие файла и возврат результата
-    sf_close(file);
     return ad.get_result();
   }
 }

src/meson.build

@@ -16,6 +16,7 @@ headers = [
   # plugins
   'plugins/raw_data/raw_data.hpp',
   'plugins/magnitude/magnitude.hpp',
+  'plugins/fft/fft.hpp',
 
   'harmonica.hpp'
 ]
@@ -30,6 +31,7 @@ sources = [
   # plugins
   'plugins/raw_data/raw_data.cpp',
   'plugins/magnitude/magnitude.cpp',
+  'plugins/fft/fft.cpp',
 ]
 
 lib = library(

src/plugins/fft/fft.cpp

@@ -0,0 +1,55 @@
+#include "fft.hpp"
+#include "utils/var.hpp"
+#include "utils/math.hpp"
+
+namespace hr::plugins
+{
+  fft::fft(const setup& st) : plugin{ st } 
+  { 
+    m_setup.m_plugin_name = "FFT";
+    m_setup.m_plugin_description = "Вычисляет FFT и прокидывает данные дальше в вашу программу.";
+    GUARD_DOMAIN(FREQUENSY);
+
+    // Данные - амплитуда частот
+    m_result.init(1);
+
+    // заполняем градацию по частотам
+    // тут не нужно делить на 2. получаем = 513 исходя из базового m_setup
+    // т.к. реализация FFT (rdft) уже возвращает только уникальную часть спектра, а не полный симметричный массив из 1024 элементов.
+    auto step = m_setup.m_step_size + 1;
+    m_result.m_grad.reserve(step);
+    for (size_t i = 0; i < step; ++i) 
+      m_result.m_grad.push_back(static_cast<float>(i) * m_setup.m_sample_rate / m_setup.m_block_size / 1'000);
+  }
+
+  void fft::process(fvec_t& base, real_time timestamp)
+  {
+  }
+
+  void fft::process(cvec_t& fft, fvec_t& base, real_time timestamp)
+  {
+    auto step = fft.size();
+
+    result::bit b;
+    b.m_name = "Amplitudes";
+    b.m_duration = timestamp;
+    b.m_values.reserve(step);
+    for (size_t i = 0; i < step; ++i) 
+    {
+      // Конвертация в децибелы
+      auto v = fft.m_norm[i];
+      if (v > 0.000001f) v = 20.0f * log10(v);
+      else v = -120.0f; // Минимальное значение для логарифмической шкалы
+      b.m_values.push_back(v);
+      b.set_min_max(v);
+      m_result.set_min_max(v);
+    }
+    m_result.set_bit(0, b);
+    ++m_result.m_size;
+  }
+
+  result fft::get_result()
+  {
+    return m_result;     
+  }
+}

src/plugins/fft/fft.hpp

@@ -0,0 +1,21 @@
+#pragma once
+
+#include "utils/workers/plugin.hpp"
+
+namespace hr::plugins
+{
+  class fft : public plugin
+  {
+    public:
+      fft(const setup& st);
+      virtual ~fft() = default;
+
+    private:
+      result m_result;
+
+    public:
+      void process(fvec_t& base, real_time timestamp) override;
+      void process(cvec_t& fft, fvec_t& base, real_time timestamp) override;
+      result get_result() override;
+  };
+}

src/plugins/magnitude/magnitude.cpp

@@ -1,9 +1,16 @@
 #include "magnitude.hpp"
+#include "utils/var.hpp"
 
 namespace hr::plugins
 {
   magnitude::magnitude(const setup& st) : plugin{ st } 
   { 
+    m_setup.m_plugin_name = "Magnitude";
+    m_setup.m_plugin_description = "Средняя амплитуда спектра (общая энергия сигнала).";
+
+    GUARD_DOMAIN(FREQUENSY);
+
+    m_result.init(1);
   }
 
   void magnitude::process(fvec_t& base, real_time timestamp)
@@ -13,15 +20,20 @@ namespace hr::plugins
   void magnitude::process(cvec_t& fft, fvec_t& base, real_time timestamp)
   {
     std::size_t frames = fft.size(); 
-    base_t m = 0.f;
-    for (std::size_t i = 0; i < frames; ++i) m += fft.m_norm[i];
-    m /= frames;
+    base_t v = 0.f;
+    for (std::size_t i = 0; i < frames; ++i) v += fft.m_norm[i];
+    v /= frames;
+
+    m_result.m_max = hack::math::max(m_result.m_max, v);
+    m_result.m_min = hack::math::min(m_result.m_min, v);
 
     result::bit b;
-    b.m_value.push_back(m);
+    b.m_value = v;
     b.m_duration = timestamp;
 
-    m_result.set_bit(b);
+    ++m_result.m_size;
+    m_result.set_bit(0, b);
+    m_result.set_min_max(v);
   }
 
   result magnitude::get_result()

src/plugins/raw_data/raw_data.cpp

@@ -1,23 +1,33 @@
 #include "raw_data.hpp"
+#include "utils/var.hpp"
 
 namespace hr::plugins
 {
   // Этот плагин ни чего не делает и предназначен при сохранении единственности интерфейса просто 
-  // передавать сырые необработанные данные. Например дял отрисовки базового сигнала.
+  // передавать сырые необработанные данные. Например для отрисовки базового сигнала.
   // Он не работает в частотной области
   raw_data::raw_data(const setup& st) : plugin{ st } 
   { 
-    if (st.m_domain != DOMAIN_PLUGIN::TIME)
-      hack::error()("Этот плагин работает только во временной области!");
+    m_setup.m_plugin_name = "Raw Data";
+    m_setup.m_plugin_description = "Ни чего не вычисляет, просто прокидывает сырые данные дальше в вашу программу, для сохранения единой концепции.";
+    GUARD_DOMAIN(TIME);
+
+    // Только 1 тип данных будет в этом плагине, а имеено
+    // сырые данные из файла
+    m_result.init(1);
   }
 
   void raw_data::process(fvec_t& base, real_time timestamp)
+  {
+    for (auto& v : base)
     {
       result::bit b;
-    b.m_value = base;
+      b.m_value = v;
       b.m_duration = timestamp;
-    m_tmp.set_bit(b);
-    m_size += base.size();
+      m_result.set_bit(0, b);
+      m_result.set_min_max(v);
+    }
+    m_result.m_size += base.size();
   }
 
   void raw_data::process(cvec_t& fft, fvec_t& base, real_time timestamp)
@@ -26,23 +36,6 @@ namespace hr::plugins
 
   result raw_data::get_result()
   {
-    if (m_tmp.m_data.empty())
-      return m_result;
-
-    m_result.m_data.reserve(m_size);
-
-    std::size_t index = 0;
-    for (auto& t : m_tmp.m_data)
-    {
-      for (auto s : t.m_value)
-      {
-        result::bit b;
-        b.m_value.push_back(s);
-        b.m_duration = t.m_duration;
-        m_result.set_bit(b);
-      }
-    }
-
     return m_result;     
   }
 }

src/plugins/raw_data/raw_data.hpp

@@ -12,8 +12,6 @@ namespace hr::plugins
 
     private:
       result m_result;
-      result m_tmp;
-      std::size_t m_size = 0;
 
     public:
       void process(fvec_t& base, real_time timestamp) override;

src/utils/fvec/fvec.cpp

@@ -41,6 +41,12 @@ namespace hr
     m_data.reserve(size);
   }
 
+  // очищает данные с сохранением выделенной под них памяти
+  void fvec_t::clear()
+  {
+    m_data.clear();
+  }
+
   // Циклический сдвиг вектора: первая половина меняется местами со второй
   // Пример: [1,2,3,4,5,6] -> [4,5,6,1,2,3]
   // Для нечетных размеров: [1,2,3,4,5,6,7] -> [5,6,7,1,2,3,4]

src/utils/fvec/fvec.hpp

@@ -37,6 +37,7 @@ namespace hr
       void resize(std::size_t new_size, const base_t el);
       void reserve(std::size_t size);
       void shift();
+      void clear();
 
     private:
       std::vector<base_t> m_data;

src/utils/math.hpp

@@ -0,0 +1,23 @@
+#pragma once
+
+#include <type_traits>
+#include <cmath>
+
+namespace hr
+{
+  template<typename T>
+  T log10(T value) 
+  {
+    if constexpr (std::is_same_v<T, float>) 
+      return std::log10f(value);
+    else if constexpr (std::is_same_v<T, double>) 
+      return std::log10(value);
+    else if constexpr (std::is_same_v<T, long double>) 
+      return std::log10l(value);
+    else 
+    {
+      static_assert(std::is_same_v<T, float> || std::is_same_v<T, double> || std::is_same_v<T, long double>, "Unsupported type for log10");
+      return std::log10(value); // fallback
+    }
+  }
+}

src/utils/var.hpp

@@ -1,3 +1,11 @@
 #pragma once
 
-namespace hr { }
+#define GUARD_DOMAIN(x) if (m_setup.m_domain != DOMAIN_PLUGIN::x) \
+{\
+  hack::error()("plugin name:", m_setup.m_plugin_name);\
+  hack::warn()("Этот плагин работает только в " #x " области!"); \
+  std::terminate();\
+}
+
+namespace hr { 
+}

src/utils/workers/result.hpp

@@ -1,9 +1,10 @@
 #pragma once
 
 #include <vector>
-#include "utils/real_time/real_time.hpp"
-#include "utils/fvec/fvec.hpp"
+#include <hack/math/math.hpp>
 #include <hack/logger/logger.hpp>
+#include "utils/real_time/real_time.hpp"
+#include "utils/using.hpp"
 
 namespace hr
 {
@@ -11,29 +12,80 @@ namespace hr
   {
     struct bit
     {
+      std::string m_name;
       real_time m_duration;
-      fvec_t m_value;
+
+      // когда в расчете только одно значение. да может быть и нужно это использовать как  
+      // массив с индексом 0 типа m_values[0], но как-то вот так. 
+      // Потому как отрисовка графиков тот еще праздник...
+      // конечно в боевой задаче это можно и нужно оптимизировать, но в данном случае для вывода на экран и понимания процесса
+      // это можно опустить и использовать так как есть...
+      base_t m_value;
+
+      // когда у тебя получается на один бин большой массив данных, типа расчет fft (см. комент выше)
+      std::vector<base_t> m_values;
+
+      // максимальные и минимальные элементы в конкретном бине
+      // в основном нужны для графической реализации
+      // соответственно метод ниже в попощь
+      base_t m_max = std::numeric_limits<base_t>::min();
+      base_t m_min = std::numeric_limits<base_t>::max();
+      void set_min_max(base_t v) 
+      {
+        m_max = hack::math::max(m_max, v);
+        m_min = hack::math::min(m_min, v);
+      }
     };
 
-    void set_bit(bit& b)
+    void set_bit(std::size_t index, bit& b)
     {
-      m_data.push_back(b);
+      try
+      {
+        m_data.at(index).push_back(b);
+      }
+      catch(std::exception& e)
+      {
+        hack::error()("Хрень какая-то с массивом данных");
+        hack::warn()(e.what());
+      }
     }
 
     bool empty() const
     {
-      bool res = true;
-      try
-      {
-        if (!m_data.empty()) res = m_data.at(0).m_value.empty();
-      }
-      catch(std::exception& e)
-      {
-        hack::error()(e.what());
-      }
-      return res;
+      return m_data.empty();
     }
 
-    std::vector<bit> m_data;
+    // инициализирует кол-во данных для расчета в плагине
+    // см. ниже
+    void init(std::size_t count_data)
+    {
+      for (std::size_t i = 0; i < count_data; ++i)
+        m_data.push_back(std::vector<bit>{});
+    }
+
+    // схема такая:
+    // Первый вектор - кол-во типов замеров, например 7 т.е можно выстроить 7 линий на графике 
+    // если захотелось увидеть их
+    // Второй вектор - данные для каждой линии, т.е. именно сими биты
+    std::vector<std::vector<bit>> m_data;
+
+    // максимальные и минимальные элементы в принципе в данном расчете
+    // в основном нужны для графической реализации
+    // соответственно метод ниже в попощь
+    base_t m_max = std::numeric_limits<base_t>::min();
+    base_t m_min = std::numeric_limits<base_t>::max();
+    void set_min_max(base_t v) 
+    {
+      m_max = hack::math::max(m_max, v);
+      m_min = hack::math::min(m_min, v);
+    }
+
+    // в данном случае вы сами решаете, что для вас значит размер
+    // это может быть размер всего массива m_data или размер массива данных хранящихся в каждом бине
+    // или этот же массив, но помноженный на размер m_data
+    std::size_t m_size = 0;
+
+    // иногда нужна градуировка одна и тажа для всех бинов
+    std::vector<base_t> m_grad;
   };
 }

src/utils/workers/setup.hpp

@@ -1,6 +1,9 @@
 #pragma once
 
 #include <filesystem>
+#include <sndfile.h>
+#include <hack/exception/exception.hpp>
+#include <hack/logger/logger.hpp>
 
 namespace hr
 {
@@ -18,9 +21,29 @@ namespace hr
     int m_channels;
 
     std::filesystem::path m_file; 
+    // Количество семплов, которые обрабатываются за один раз
     std::size_t m_block_size = 1'024;
+    // На сколько семплов сдвигается окно при следующей обработке
     std::size_t m_step_size = 512;
 
+    std::string m_plugin_name;
+    std::string m_plugin_description;
+
     DOMAIN_PLUGIN m_domain = DOMAIN_PLUGIN::TIME;
+
+    void check()
+    {
+      if (m_channels == 0) 
+      {
+        hack::exception ex;
+        hack::log().on_file();
+        hack::log().on_func();
+        hack::log().on_row();
+        ex.title("Нет каналов в аудиофайле");
+        ex.set("file", m_file);
+        hack::error()(ex);
+        throw ex;
+      }
+    }
   };
 }