一、数字音频基础知识

Fourier级数:

任何周期的波形可以分解成多个正弦波,这些正弦波的频率都是整数倍。级数中其他正线波的频率是基础频率的整数倍。基础频率称为一级谐波。

PCM:

pulse code modulation,脉冲编码调制,即对波形按照固定周期频率采样。为了保证采样后数据质量,采样频率必须是样本声音最高频率的两倍,这就是Nyquist频率。

样本大小:采样后用于存储振幅级的位数,实际就是脉冲编码的阶梯数,位数越大表明精度越高,这一点学过数字逻辑电路的应该清楚。

声音强度:

波形振幅的平方。两个声音强度上的差常以分贝(db)为单位来度量,

计算公式如下:

20*log(A1/A2)分贝。A1,A2为两个声音的振幅。如果采样大小为8位,则采样的动态范围为20*log(256)分贝=48db。如果样本大小为16位,则采样动态范围为20*log(65536)大约是96分贝,接近了人听觉极限和痛苦极限,是再线音乐的理想范围。windows同时支持8位和16位的采样大小。

二、相关API函数,结构,消息

对于录音设备来说,windows 提供了一组wave***的函数,比较重要的有以下几个:

打开录音设备函数

1.MMRESULT waveInOpen(
2.LPHWAVEIN phwi,            //输入设备句柄
3.UINT uDeviceID,            //输入设备ID
4.LPWAVEFORMATEX pwfx,       //录音格式指针
5.DWORD dwCallback,          //处理MM_WIM_***消息的回调函数或窗口句柄,线程ID
6.DWORD dwCallbackInstance, 
7.DWORD fdwOpen              //处理消息方式的符号位
8.);

为录音设备准备缓存函数

1.MMRESULT waveInPrepareHeader(  HWAVEIN hwi,  LPWAVEHDR pwh, UINT bwh );

给输入设备增加一个缓存

1.MMRESULT waveInAddBuffer(  HWAVEIN hwi, LPWAVEHDR pwh, UINT cbwh );

开始录音

1.MMRESULT waveInStart(  HWAVEIN hwi  );

清除缓存

1.MMRESULT waveInUnprepareHeader( HWAVEIN hwi,LPWAVEHDR pwh, UINT cbwh);

停止录音

1.MMRESULT waveInReset( HWAVEIN hwi );

关闭录音设备

1.MMRESULT waveInClose( HWAVEIN hwi );

Wave_audio数据格式

01.typedef struct {
02.WORD  wFormatTag; //数据格式,一般为WAVE_FORMAT_PCM即脉冲编码
03.WORD  nChannels; //声道
04.DWORD nSamplesPerSec; //采样频率
05.DWORD nAvgBytesPerSec; //每秒数据量
06.WORD  nBlockAlign;
07.WORD  wBitsPerSample;//样本大小
08.WORD  cbSize;
09.} WAVEFORMATEX;

waveform-audio 缓存格式 

01.typedef struct {
02.LPSTR  lpData; //内存指针
03.DWORD  dwBufferLength;//长度
04.DWORD  dwBytesRecorded; //已录音的字节长度
05.DWORD  dwUser;
06.DWORD  dwFlags;
07.DWORD  dwLoops; //循环次数
08.struct wavehdr_tag * lpNext;
09.DWORD  reserved;
10.} WAVEHDR;

相关消息 

1.MM_WIM_OPEN:打开设备时消息,在此期间我们可以进行一些初始化工作
2.MM_WIM_DATA:当缓存已满或者停止录音时的消息,处理这个消息可以对缓存进行重新分配,实现不限长度录音
3.MM_WIM_CLOSE:关闭录音设备时的消息。

相对于录音来说,回放就简单的多了,用到的函数主要有以下几个:

打开回放设备 

1.MMRESULT waveOutOpen(
2.LPHWAVEOUT phwo,          
3.UINT uDeviceID,           
4.LPWAVEFORMATEX pwfx,      
5.DWORD dwCallback,         
6.DWORD dwCallbackInstance, 
7.DWORD fdwOpen             
8.);

为回放设备准备内存块 

1.MMRESULT waveOutPrepareHeader(
2.HWAVEOUT hwo, 
3.LPWAVEHDR pwh,
4.UINT cbwh     
5.);

写数据(放音) 

1.MMRESULT waveOutWrite(
2.HWAVEOUT hwo, 
3.LPWAVEHDR pwh,
4.UINT cbwh     
5.);

相应的也有三个消息,用法跟录音的类似:

三、程序设计

一个录音程序的简单流程:

打开录音设备waveInOpen===>准备wave数据头waveInPrepareHeader===>

准备数据块waveInAddBuffer===>开始录音waveInStart===>停止录音(waveInReset) ===>

关闭录音设备(waveInClose)

当开始录音后当buffer已满时,将收到MM_WIM_DATA消息,处理该消息可以保存已录好数据。

回放程序比这个要简单的多: 

打开回放设备waveOutOpen===>准备wave数据头waveOutPrepareHeader===>写wave数据waveOutWrite===>停止放音(waveOutRest) ===>关闭回放设备(waveOutClose)

如何处理MM消息:

MSDN告诉我们主要有 CALLBACK_FUNCTION、CALL_BACKTHREAD、CALLBACK_WINDOW 三种方式,常用的是
Thread,window方式。

线程模式

waveInOpen(&hWaveIn,WAVE_MAPPER,&waveform,m_ThreadID,NULL,CALLBACK_THREAD),我们可以继承MFC的CwinThread类,只要相应的处理线程消息即可。

MFC线程消息的宏为:

1.ON_THREAD_MESSAGE,

可以这样添加消息映射:

1.ON_THREAD_MESSAGE(MM_WIM_CLOSE, OnMM_WIM_CLOSE)

窗口模式

类似于线程模式,参见源程序即可。

【转】http://www.lihuasoft.net/article/show.php?id=124

http://www.vckbase.com/index.php/wv/664

posted on 2013-07-10 05:12  ximenchuixie  阅读(548)  评论(0编辑  收藏  举报