Как устроены гитарные тюнеры?
Захватить аудио с микрофона или lineIn особо проблемы не составляет, а дальше… цифровой звук представляет собой последовательность сэмплов, количество этих сэмплов определяется частотой дискретизации. Каждый сэмпл представляет собой число, описывающее амплитуду в данный момент времени. Частоту звука можно определить по расстоянию между двумя одинаковыми пиками. Ну тобиш как на обычном графике.
Немного о создании такого приложения на Хабрахабре.