1. /**
2.  * Perifériák és multimédia eszközök - Morse program.
3.  * 6. feladat - Morse kódolás
4.  *
5.  * A program PUBLIC DOMAIN. A beadás után a forráskód nyilvánosan elérhetővé
6.  * válik a potvizs.ga és a gotvizs.ga weboldalakról. A Public Domain licensz
7.  * a program könyvtárában megtalálható a LICENSE.TXT fájlban.
8.  *
9.  * @author Tóth Patrik (aryx, ZLIMO5) <[email protected]>
10.  * @version 1.0
11.  */
12. package morse;
13.  
14. import java.io.File;
15. import java.io.IOException;
16. import java.io.RandomAccessFile;
17.  
18. /**
19.  *
20.  * @author aryx
21.  */
22. public class Morse {
23.     static String fileNameString;
24.     static File file;
25.     static String filePath;
26.  
27.     static RandomAccessFile raw;
28.  
29.     static int byteCount = 0;
30.  
31.     // kimenő wav fájl beállítása
32.     static float freq;
33.     static int sRate = 44100;
34.     static int bitDepth = 16;
35.     static int nChannels = 1;
36.     static float dur;
37.  
38.     static float changeRate;
39.  
40.     static String message;
41.    
42.     /**
43.     *
44.     * Főfüggvény
45.     *
46.     * @author aryx, jaket
47.     * @param args    A program paraméterei
48.     */
49.     public static void main(String[] args)
50.     {
51.        
52.         System.out.println("Morse kod generalo program :: v1.0");
53.         System.out.println("Toth Patrik <[email protected]>\n");
54.        
55.         if (args.length == 0) {
56.             System.out.println("Segitseghez add ki a --help parametert!");
57.             return;
58.         }
59.         if (args[0].equals("--help")) {
60.             System.out.println("java -jar morse.jar 0.2 \"sos segitsenek\" sos.wav");
61.             System.out.println("  - 1. param: egy egyseg idotartama (mp)");
62.             System.out.println("  - 2. param: a kodolando szoveg");
63.             System.out.println("  - 3. param: kimeno WAV fajl neve");
64.             return;
65.         }
66.         if (args.length == 1 || args.length == 2) {
67.             System.out.println("Segitseghez add ki a --help parametert!");
68.             return;
69.         }
70.        
71.         System.out.println("Egyseg hossza: " + args[0] + " s");
72.         System.out.println("       Uzenet: " + args[1]);
73.         System.out.println("      Kimenet: " + args[2]+"\n");
74.        
75.         System.out.println("Generalas folyamatban...");
76.         long startTime = System.nanoTime();
77.        
78.         freq = 990; // Hz
79.         changeRate = (float)((2.0 * Math.PI * freq) / sRate); // szinuszjel alapját adó szám (ciklusban lesz növelve)
80.  
81.         dur = Float.parseFloat(args[0]); // egy egység időtartama, 1. paraméter
82.        
83.         message = (String)args[1]; // üzenet, 2. paraméter
84.         //message = message.replace("-", " ");
85.         fileNameString = (String)args[2]; // fájlnév, 3. paraméter
86.         file = new File(fileNameString);
87.         filePath = file.getAbsolutePath();
88.  
89.         // Fájl megnyitása, RIFF header kiírása
90.         // A kód eredete: https://stackoverflow.com/questions/40209335/how-to-generate-a-wav-file-with-a-sinusoidal-wave-and-user-defined-duration-and
91.         try
92.         {
93.             raw = new RandomAccessFile(filePath, "rw");
94.             raw.setLength(0); // Set file length to 0, to prevent unexpected behavior in case the file already existed
95.             raw.writeBytes("RIFF");
96.             raw.writeInt(0); // Final file size not known yet, write 0. This is = sample count + 36 bytes from header.
97.             raw.writeBytes("WAVE");
98.             raw.writeBytes("fmt ");
99.             raw.writeInt(Integer.reverseBytes(16)); // Sub-chunk size, 16 for PCM
100.             raw.writeShort(Short.reverseBytes((short) 1)); // AudioFormat, 1 for PCM
101.             raw.writeShort(Short.reverseBytes((short)nChannels));// Number of channels, 1 for mono, 2 for stereo
102.             raw.writeInt(Integer.reverseBytes(sRate)); // Sample rate
103.             raw.writeInt(Integer.reverseBytes(sRate*bitDepth*nChannels/8)); // Byte rate, SampleRate*NumberOfChannels*bitDepth/8
104.             raw.writeShort(Short.reverseBytes((short)(nChannels*bitDepth/8))); // Block align, NumberOfChannels*bitDepth/8
105.             raw.writeShort(Short.reverseBytes((short)bitDepth)); // Bit Depth
106.             raw.writeBytes("data");
107.             raw.writeInt(0); // Data chunk size not known yet, write 0. This is = sample count.
108.         }
109.         catch(IOException e)
110.         {
111.             System.out.println("I/O hiba a fájl kezelése során! Van jogosultságod írni?");
112.         }
113.        
114.         generateMorse(message, sRate, dur, changeRate);
115.                
116.         closeFile();
117.         System.out.print("Sikeres generalas!");
118.         float totalTime = System.nanoTime() - startTime;
119.         System.out.print("A program " + totalTime/1000/1000/1000 + " mp ideig futott.\n");
120.  
121.     }
122.    
123.     /**
124.     *
125.     * Kiírja a nyitott WAV fájlba a megadott üzenetet morse kódolással
126.     *
127.     * @author aryx
128.     * @param String message    Az átalakítandó üzenet szövege
129.     * @param int sRate         Mintavételezési frekvencia
130.     * @param float dur         Egy egység hossza másodpercben
131.     * @param float changeRate  Szinuszjel amplitúdója
132.     */
133.     static void generateMorse(String message, int sRate, float dur, float changeRate) {
134.        
135.         // karakterenként végiglépünk az üzeneten
136.        
137.         message = message.toLowerCase();
138.         for (char ch: message.toCharArray()) {
139.             getMorseCode(ch, sRate, dur, changeRate);
140.             writeCode(sRate, dur, 0, 3); // 3 egység szünet a betűk között
141.         }
142.        
143.     }
144.    
145.     /**
146.     *
147.     * Adott karaktert, szünetet ír a nyitott WAV fájlba morse kódolással
148.     *
149.     * @author aryx
150.     * @param char character     Az átalakítandó karakter
151.     * @param int sRate          Mintavételezési frekvencia
152.     * @param float dur          Egy egység hossza másodpercben
153.     * @param float changeRate   Szinuszjel amplitúdója
154.     */
155.     static void getMorseCode(char character, int sRate, float dur, float changeRate) {
156.         // TODO: tömbben tárolni a karaktereket kódját és abból kiolvasni
157.         switch (character) {
158.             case ' ':
159.                 writeCode(sRate, dur, 0, 7);
160.                 break;
161.            
162.             case 'a':
163.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
164.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
165.                 break;
166.            
167.             case 'b':
168.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
169.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
170.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
171.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
172.                 break;
173.            
174.             case 'c':
175.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
176.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
177.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
178.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
179.                 break;
180.            
181.             case 'd':
182.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
183.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
184.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
185.                 break;
186.            
187.             case 'e':
188.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
189.                 break;
190.            
191.             case 'f':
192.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
193.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
194.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
195.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
196.                 break;
197.            
198.             case 'g':
199.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
200.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
201.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
202.                 break;
203.            
204.             case 'h':
205.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
206.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
207.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
208.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
209.                 break;
210.            
211.             case 'i':
212.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
213.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
214.                 break;
215.            
216.             case 'j':
217.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
218.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
219.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
220.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
221.                 break;
222.            
223.             case 'k':
224.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
225.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
226.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
227.                 break;
228.            
229.             case 'l':
230.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
231.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
232.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
233.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
234.                 break;
235.            
236.             case 'm':
237.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
238.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
239.                 break;
240.            
241.             case 'n':
242.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
243.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
244.                 break;
245.            
246.             case 'o':
247.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
248.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
249.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
250.                 break;
251.            
252.             case 'p':
253.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
254.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
255.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
256.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
257.                 break;
258.            
259.             case 'q':
260.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
261.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
262.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
263.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
264.                 break;
265.            
266.             case 'r':
267.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
268.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
269.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
270.                 break;
271.            
272.             case 's':
273.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
274.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
275.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
276.                 break;
277.            
278.             case 't':
279.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
280.                 break;
281.            
282.             case 'u':
283.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
284.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
285.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
286.                 break;
287.            
288.             case 'v':
289.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
290.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
291.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
292.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
293.                 break;
294.            
295.             case 'w':
296.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
297.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
298.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
299.                 break;
300.            
301.             case 'x':
302.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
303.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
304.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
305.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
306.                 break;
307.            
308.             case 'y':
309.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
310.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
311.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
312.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
313.                 break;
314.            
315.             case 'z':
316.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
317.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
318.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
319.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
320.                 break;
321.            
322.             case '0':
323.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
324.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
325.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
326.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
327.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
328.                 break;
329.            
330.             case '1':
331.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
332.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
333.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
334.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
335.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
336.                 break;
337.            
338.             case '2':
339.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
340.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
341.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
342.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
343.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
344.                 break;
345.            
346.             case '3':
347.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
348.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
349.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
350.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
351.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
352.                 break;
353.            
354.             case '4':
355.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
356.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
357.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
358.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
359.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
360.                 break;
361.            
362.             case '5':
363.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
364.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
365.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
366.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
367.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
368.                 break;
369.            
370.             case '6':
371.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
372.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
373.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
374.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
375.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
376.                 break;
377.            
378.             case '7':
379.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
380.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
381.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
382.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
383.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
384.                 break;
385.            
386.             case '8':
387.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
388.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
389.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
390.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
391.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
392.                 break;
393.            
394.             case '9':
395.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
396.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
397.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
398.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 3);
399.                 writeCode(sRate, dur, changeRate, 1);
400.                 break;
401.         }      
402.     }
403.    
404.     /**
405.     *
406.     * Adott hosszú és amplitúdójú szinuszjelet ír a megadott mintavételezési
407.     * frekvenciával a nyitott WAV fájlba. A morsekód hossza (egység) itt
408.     * adható meg.
409.     *
410.     * @author aryx
411.     * @param int sRate         Mintavételezési frekvencia
412.     * @param float dur         Egy egység hossza másodpercben
413.     * @param float changeRate  Szinuszjel amplitúdója
414.     * @param int length        Morse kód hossza egységben
415.     */
416.     static void writeCode(int sRate, float dur, float changeRate, int length) {
417.         for (int i = 0; i < sRate*dur*length; i++)
418.         {
419.             writeSample( (float)Math.sin( i * changeRate ) );
420.         }
421.         for (int i = 0; i < sRate*dur; i++)
422.         {
423.             writeSample(0);
424.         }
425.     }
426.  
427.     /**
428.     *
429.     * Egy minta írása a nyitott WAV fileba.
430.     *
431.     * @author aryx
432.     * @param float floatValue  A minta értéke
433.     */
434.     static void writeSample(float floatValue)
435.     {
436.         try
437.         {
438.             char shortSample = (char)( (floatValue)*0x7FFF );
439.             raw.writeShort(Character.reverseBytes(shortSample));
440.             byteCount += 2;
441.         }
442.         catch(IOException e)
443.         {
444.             System.out.println("I/O hiba lépett fel írás során. Van jogosultságod írni?");
445.         }
446.     }
447.  
448.     /**
449.     *
450.     * Bezárja a korábban nyitott WAV fájlt.
451.     *
452.     * @author aryx
453.     */
454.     static void closeFile()
455.     {
456.         try
457.         {
458.             raw.seek(4); // Write size to RIFF header
459.             raw.writeInt(Integer.reverseBytes(byteCount + 36));
460.             raw.seek(40); // Write size to Subchunk2Size field
461.             raw.writeInt(Integer.reverseBytes(byteCount));
462.             raw.close();
463.         }
464.         catch(IOException e)
465.         {
466.             System.out.println("I/O hiba lépett fel írás során. Van jogosultságod írni?");
467.         }
468.     }
469.    
470. }