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【Tips】iOSでマイクの音を検知する（Swift編）

iOS Swift Tips

数年前に書いた下記記事が古くなってきたので、Swift編 として書き直しました。

f:id:koogawa:20160417130548p:plain

Core Audioを使用して、マイクから音を検知する方法をメモしておきます。

実行環境

  • Xcode 7.3
  • Swift 2.2
  • Deployment Target iOS 8

実装方法

ヘッダをインポートします。

import AudioToolbox

音声入力用のキューと監視タイマーを準備しておきます。

var queue: AudioQueueRef!
var timer: NSTimer!

記録するデータフォーマットを決めます。

var dataFormat = AudioStreamBasicDescription(
    mSampleRate: 44100.0,
    mFormatID: kAudioFormatLinearPCM,
    mFormatFlags: AudioFormatFlags(kLinearPCMFormatFlagIsBigEndian |
        kLinearPCMFormatFlagIsSignedInteger |
        kLinearPCMFormatFlagIsPacked),
    mBytesPerPacket: 2,
    mFramesPerPacket: 1,
    mBytesPerFrame: 2,
    mChannelsPerFrame: 1,
    mBitsPerChannel: 16,
    mReserved: 0)

▼各項目の意味

データ型 メンバ名 意味
Float64 mSampleRate サンプリング周波数（１秒間のフレーム数）
UInt32 mFormatID フォーマットID（リニアPCM、MP3、AACなど）
UInt32 mFormatFlags フォーマットフラグ（エンディアン、整数or浮動小数点数）
UInt32 mBytesPerPacket １パケット（データを読み書きする単位）のバイト数
UInt32 mFramesPerPacket １パケットのフレーム数
UInt32 mBytesPerFrame １フレームのバイト数
UInt32 mChannelsPerFrame １フレームのチャンネル数
UInt32 mBitsPerChannel １チャンネルのビット数
UInt32 mReserved ？

音の監視を開始します。

var audioQueue: AudioQueueRef = nil
var error = noErr
error = AudioQueueNewInput(
    &dataFormat,
    AudioQueueInputCallback,
    UnsafeMutablePointer(unsafeAddressOf(self)),
    .None,
    .None,
    0,
    &audioQueue)
if error == noErr {
    self.queue = audioQueue
}
AudioQueueStart(self.queue, nil)

今回は音を検知するだけで、録音の必要はないので AudioInputCallback は空にしておきます。

private func AudioQueueInputCallback(
    inUserData: UnsafeMutablePointer<Void>,
    inAQ: AudioQueueRef,
    inBuffer: AudioQueueBufferRef,
    inStartTime: UnsafePointer<AudioTimeStamp>,
    inNumberPacketDescriptions: UInt32,
    inPacketDescs: UnsafePointer<AudioStreamPacketDescription>)
{
    // Do nothing, because not recoding.
}

マイクのレベルを取得できるように、レベルメータを有効化しておきます。

var enabledLevelMeter: UInt32 = 1
AudioQueueSetProperty(self.queue,
                      kAudioQueueProperty_EnableLevelMetering,
                      &enabledLevelMeter,
                      UInt32(sizeof(UInt32)))

一定時間ごとにマイクレベルを監視します。ここでは NSTimer を使用しました。

self.timer =
    NSTimer.scheduledTimerWithTimeInterval(0.5,
                                           target: self,
                                           selector: #selector(AudioViewController.detectVolume(_:)),
                                           userInfo: nil,
                                           repeats: true)
self.timer.fire()

一定時間ごとにレベルを取得して、画面に表示します。

func detectVolume(timer: NSTimer)
{
    // Get level
    var levelMeter = AudioQueueLevelMeterState()
    var propertySize = UInt32(sizeof(AudioQueueLevelMeterState))

    AudioQueueGetProperty(
        self.queue,
        kAudioQueueProperty_CurrentLevelMeterDB,
        &levelMeter,
        &propertySize)

    // Show the audio channel's peak and average RMS power.
    self.peakTextField.text =
        "".stringByAppendingFormat("%.2f", levelMeter.mPeakPower)
    self.averageTextField.text =
        "".stringByAppendingFormat("%.2f", levelMeter.mAveragePower)

    // Show "LOUD!!" if mPeakPower is larger than -1.0
    self.loudLabel.hidden = (levelMeter.mPeakPower >= -1.0) ? false : true
}

通常、mPeakPower、mAveragePower には負の値がセットされており、音量に比例して値も大きくなっていきます。最大値は 0 になります。

最後に忘れずにキューを空にして停止します。

AudioQueueFlush(self.queue)
AudioQueueStop(self.queue, false)
AudioQueueDispose(self.queue, true)

サンプルコード

注意点

  • ユーザがマイクの使用を許可していない場合、音の検知はできません

応用できそうなアプリ

  • 声や拍手などに反応するゲームアプリなど
  • iPhoneに息を吹きかけると何かがめくれるアプリ（実際にありましたねｗ）

参考にさせて頂いたリンク